Les États-Unis s’apprêtent à fabriquer des batteries pour véhicules électriques chez eux

Grégory Barbier

L’histoire de la science des batteries est remplie de courts-circuits, d’explosions et, parfois, d’histoires de rédemption. L’une d’elles est l’histoire de la batterie lithium-fer-phosphate.

Le LFP, comme on l'appelle (le « F » fait référence au nom latin du fer) a été découvert comme un bon matériau de batterie dans le laboratoire de John Goodenough de l'Université du Texas. Il était (et est, à 99 ans) un légendaire scientifique spécialisé dans les batteries, surtout connu pour avoir conçu la cathode (la structure cristalline qui capte et libère les ions lithium lorsque la batterie se charge et s'utilise) qui a conduit à la première batterie lithium-ion commerciale en 1991. La LFP, arrivée quelques années après, semblait présenter de nombreux atouts par rapport à son prédécesseur. La cathode était stable et durable, et potentiellement bien adaptée à l’alimentation des voitures électriques. Et contrairement à la cathode précédente de Goodenough, elle ne dépendait pas du cobalt, un métal relativement cher, mais plutôt du fer ordinaire.

Mais lorsque Venkat Srinivasan a commencé à travailler sur la LFP en tant que postdoc au début des années 2000, ses conseillers lui ont suggéré de penser à faire autre chose. « Ils ont dit : « Pourquoi vous embêtez-vous avec ça ? » », se souvient-il. Malgré toutes ses promesses, la LFP ne semblait pas promise à un bel avenir. Le gouvernement s’efforçait de développer une industrie des batteries LFP parallèlement à un nouveau marché pour les voitures électriques, en investissant de l’argent dans cette cause. Mais les voitures électriques ne décollaient pas aussi vite qu’espéré, et il existait donc à peine un marché pour les batteries destinées à les alimenter. Pendant ce temps, le LFP était dépassé par de nouvelles recettes de batteries combinant le cobalt et le nickel pour stocker plus d’énergie.

Comme il est étrange alors que 20 ans plus tard, la LFP soit partout. Merci Elon Musk. Au cours de l’année écoulée, le PDG de Tesla a annoncé un changement majeur vers l’ancienne chimie des batteries – une nécessité, en grande partie, parce que les batteries sont désormais si demandées que l’industrie se dirige vers une falaise d’approvisionnement en matériaux composés en grande partie de nickel et de cobalt. . Le partenaire de Tesla dans cette entreprise est CATL, le grand fabricant de batteries en Chine, où la technologie a été développée au fil des années et a tranquillement prospéré, s'améliorant au point que les batteries LFP peuvent désormais alimenter convenablement une berline familiale. Comme la plupart des principaux produits chimiques cathodiques encore utilisés aujourd’hui, la batterie a été développée dans un laboratoire américain ou européen, mais son avenir se trouve clairement en Chine, qui fabrique aujourd’hui 90 % des cellules de batterie LFP, selon Benchmark Minerals. Pour les États-Unis, « la LFP est une opportunité manquée », déclare Srinivasan.

Srinivasan, qui dirige désormais le Centre collaboratif pour la science du stockage d'énergie du Argonne National Lab, dirige une initiative du gouvernement américain visant à éviter des incidents similaires. Appelé Li-Bridge, le programme a été créé cet automne après que l’administration Biden se soit fixé pour objectif de rendre 50 % des ventes de voitures neuves électriques. L’administration a déclaré que les États-Unis accordaient trop d’importance à la technologie des batteries qui ne pouvait provenir que de l’étranger, en particulier de la Chine. Les constructeurs automobiles craignent également une situation similaire à la crise actuelle de l’approvisionnement en puces électroniques, qui les oblige à se battre désespérément pour être en tête de file lorsque de nouvelles puces sortent de la chaîne. "La dernière chose que je veux faire est de négocier avec les pays asiatiques pour garantir l'approvisionnement", a prévenu Robert Schilp, directeur des achats de véhicules électriques chez Ford, lors d'une conférence le mois dernier. "Nous devons l'obtenir ici." Sinon, cela signifie que les constructeurs automobiles américains pourraient finir par vendre moins de véhicules électriques que ce que souhaitent les clients.

Certains signes indiquent que l’industrie des batteries tient compte de ses propres avertissements. Le mois dernier, GM et Posco Chemicals, une société coréenne de matériaux cathodiques, ont annoncé leur intention de créer une usine américaine pour produire des matériaux cathodiques. En Europe, où l'industrie des batteries n'est pas beaucoup plus avancée, Volkswagen s'est associée à l'entreprise belge de matériaux Umicore. En septembre, Redwood Materials, une entreprise peut-être mieux connue pour le recyclage des matériaux de batteries, a annoncé qu'elle se lançait également dans la fabrication de cathodes avec son projet de construire une usine aux États-Unis qui produirait suffisamment de cathodes pour 5 millions de véhicules électriques d'ici 2030. Au début, Srinivasan déclare : « Pour chaque annonce faite, c'est fantastique. Il ne nous en manque plus que 20 de plus. »