Des voitures électriques peu chères ? À cause du lithium et du cobalt jamais !

Le premier producteur de lithium dans le monde est l’Australie suivie du Chili puis de la Chine avec respectivement en 2020 : 40000, 18000 et 14000 tonnes respectivement de lithium métal (source : Statista.com). De plus la Chine est maintenant le premier producteur de voitures électriques, une situation qui a tendance à faire monter le cours du lithium sur le marché mondial de ce métal. En une année le cours du lithium a traversé une augmentation de 325 % pour atteindre un prix à la tonne de 25675 euros. Pour une berline de taille moyenne tout électrique il faut environ 30 kg de lithium pour confectionner les batteries. Il faut donc au cours actuel 770 euros de lithium par véhicule électrique. La production chinoise de lithium métal suffit en théorie pour équiper 460000 véhicules tout électrique par an si la Chine n’importe pas de lithium de pays étrangers.

On ne peut pas dire que le monde va se trouver à court de lithium car les réserves sont considérables malgré certaines difficultés d’extraction en particulier au Chili et en Argentine, pays qui à eux deux représentent 11 millions de tonnes de lithium métal en réserve, l’Australie représentant un peu moins de la moitié de ces réserves. Quant à la Chine il y aurait un million et demi de tonnes de réserves, l’équivalent de 360 millions de voitures tout électrique. Ce calcul n’a pas beaucoup de signification sinon que les seules réserves de la Chine suffiraient à peine à convertir la totalité du parc automobile européen en véhicules tout électrique.

Persévérer pour des raisons idéologiques à vouloir convertir ce parc automobile dans le but de réduire les émissions de carbone est une vue de l’esprit. Pour trois raisons. D’une part le prix du lithium métal pourrait être décuplé devant une demande croissante pour la fabrication de voitures tout électrique rendant ces dernières inabordables pour la majorité des automobilistes, dont ceux qui ont besoin de leur véhicule pour travailler ou se déplacer pour se ravitailler en nourriture et autres produits de consommation courante ou tout simplement pour conduire les enfants à l’école ou aller à l’hôpital. Interdire les véhicules équipées de moteurs à combustion interne est ainsi une vue de l’esprit, un rêve des écologistes puisque toute la population de cette France périphérique n’aura pas les moyens financiers pour acheter une voiture tout électrique.

D’autre part si le prix de la batterie représente la moitié de celui du véhicule lui-même, la voiture électrique deviendra un objet de luxe. Et le peuple n’acceptera jamais une telle obligation de disposer d’une voiture tout électrique. Enfin, malgré des réserves considérables de lithium dans le monde, certes insuffisantes pour une conversion totale du parc automobile des pays développés, il faudra envisager un recyclage du lithium des batteries. Or, compte tenu des propriétés chimiques de ce métal il n’existe encore aucune entreprise industrielle capable de recycler ces batteries à un prix compétitif, c’est-à-dire équivalent à celui du lithium métal produit industriellement. La principale production de lithium est le chlorure ou le carbonate utilisés pour celle du « lithium » des batteries qui est en fait du cobaltate de lithium LiCoO2, d’où l’importance du cobalt dans la confection des batteries.

Dès lors la production de cobalt revêt une importance capitale dans la production de ces batteries. Il y a cependant un gros problème avec ces batteries. Au delà de 130 °C, une température qui peut être atteinte au cours d’un cycle de charge rapide, le cobaltate de lithium se décompose en produisant de l’oxygène et la batterie s’embrase rapidement.

Puisqu’il fallait mentionner la présence de cobalt dans les batteries des automobiles, en poids 7 fois plus que de lithium, il est intéressant de faire un petit tour d’horizon du marché du cobalt. Cobalt métal : 60000 dollars la tonne, 91 % d’augmentation en un an, principaux producteurs : RD Congo, Russie, Australie et en dixième position Nouvelle-Calédonie avec 2800 tonnes par an (2017) … et la France veut se séparer du « Rocher » ! La répercussion sur le prix d’une batterie de voiture est alors immense puisqu’il faut compter sur près de 10000 euros de cobalt par véhicule. C’est considérable en regard des 770 euros de lithium. Pour une berline les constituants de la batterie atteignent donc 12770 euros. Si un de mes lecteurs tente de me convaincre d’acheter une voiture tout électrique il devra s’orienter vers la voiture à pile à combustible, technologie que les constructeurs de sous-marins connaissent parfaitement, et qui ne pourra être démocratisée que lorsque la production d’hydrogène sera économiquement rentable tout en étant décarbonée, un but qui ne pourra être atteint qu’à l’aide de réacteurs nucléaires à haute température. En conclusion convertir tout un pays en voitures électriques avec batteries Li-ion est une illusion et la voiture électrique avec pile à hydrogène attendra des jours meilleurs …

11 réflexions au sujet de « Des voitures électriques peu chères ? À cause du lithium et du cobalt jamais ! »

  1. C’est clair que le manque de disponibilité du lithium et du cobalt est un sérieux problème pour les constructeurs chinois (les leaders mondiaux des batteries et des VE). CATL propose dorénavant des batteries LFP (lithium fer phosphate), et les deux leaders chinois en la matière (CATL et BYD) sont en train de finaliser la conception de batteries au sodium (en remplacement du lithium devenu trop cher).
    Pour l’anecdote, j’avais constaté que le pavé tactile de mon PC portable commençait à présenter une boursouflure anormale. J’ai rapidement compris qu’il s’agissait de la batterie, située à côté du disque dur qui chauffe normalement à environ 40 °C. J’ai commandé une batterie en urgence et j’ai remplacé cette batterie au lithium normalement plate. En fait, c’était limite, j’aurais pu finir brûlé par explosion de cette batterie au lithium qui était en train de dégazer. Le SAV de HP m’a indiqué que même si le PC était encore sous garantie, cela n’inclut pas le consommable comme la batterie. Le lithium c’est bien mais attention, ce n’est pas encore complètement au point. Les voitures Tesla qui brûlent spontanément ou les incendies d’accumulateurs Tesla-Neoen en Australie sont là pour nous le rappeler.

    • Exemple de dégazage et d’inflammation du lithium (qui comme le sodium pur s’enflamme spontanément au contact de l’air humide ou de l’eau par formation d’hydrogène) des batteries sur un VE en pleine recharge : c’est très rapide et impressionnant. Le temps que les pompiers arrivent, beaucoup de VE rangés pour la charge sont incendiés (et les pneus n’améliorent pas les choses) :

      • Je ne sais pas si c’était sur ce blog, mais vu récemment:
        https://www.dw.com/en/germany-large-fire-at-stuttgart-bus-depot/a-59372518

        En considérant le nombre de véhicules électriques déjà en circulation, la proportion d’incendies est assez faible mais cela dit, le lithium s’enflamme très facilement, c’est assez spectaculaire et surtout dangereux en cas de concentration de véhicules importante: aires de rechargement, dépôt de bus, …
        On espère que les fabricants du secteur ne fassent aucune impasse sur la sécurité, que ce soit en amont dés la R&D et bureaux d’études ou en aval en fabrication.
        La technologie est assez jeune (quelques dizaines d’années) donc il y a une bonne marge de progression !

  2. Ping : Des voitures électriques peu chères ? À cause du lithium et du cobalt jamais ! – Qui m'aime me suive…

  3. Qui nous dit que ce ne seront pas que les bobos qui roulement en véhicules électriques (voir prix d’un vélo maintenant) et que les autres n’auront qu’une charrette à foin tirée par ??? puisque les boeufs dégagent du CH4 !!! lol
    Après UBER eats, UBER pouss pouss ….ou le pouce !

  4. La technologie des batteries de VE évolue de mois en mois et le groupe chinois GAC (Guangzhou Automobile Company) vient de présenter son dernier modèle électrique (la Aion LX Plus) qui aurait une autonomie (NEDC ou WLTP ?) de 1008 km, 725 CV et un 0-100 km réalisé en un peu moins de 3 seconde (il y a du couple, c’est clair). La technologie de la batterie n’est pas encore claire : il s’agirait d’une technologie brevetée à base de mousse de silice pour l’anode si je comprends bien, mais tout reste à préciser. En tous cas, les Chinois semblent être en pointe sur le sujet par rapport au numéro 1 mondial occidental de l’électrique (Tesla) : https://carnewschina.com/2021/11/19/gac-aion-lx-plus-debuts-with-725-hp-1008km-range-and-a-massive-144kwh-battery/
    La Chine travaille non seulement sur le remplacement du lithium par du sodium, mais également sur l’utilisation du graphène dans leurs accumulateurs. On devrait ainsi assister à des changements spectaculaires dans les 5 années qui viennent. N’oublions pas que la Chine produit 1,3 million d’ingénieurs par an (l’Inde 1,5 million, la Russie 450.000, les Etats-Unis 250.000. Et la France ? Seulement 37.000). Par contre, la question sur les centrales permettant la recharge de ces véhicules reste toujours posée, notamment en France et en UE où les écologistes politiques veulent clairement la peau du nucléaire contrairement à la Chine qui va le renforcer de façon exponentielle. On sait comment cela va finir : les Chinois vont nous vendre leurs voitures électriques produites en masse chez eux à des prix défiant toute concurrence…comme d’hab 🙂

    • Quelques infos complémentaires sur ce modèle qui sera lancé début 2022 :
      – masse à vide 2.8 tonnes environ (ça pèse !)
      – technologie cathode : lithium NMC : Lithium + oxyde de Nickel Manganèse et Cobalt (LiNiCoMnO2)
      – technologie anode : mousse silicium ou silicone extensible (?, certains médias français parlent de graphène) permettant une grande densité de charge
      – batterie : 144 kWh, densité de charge = 205 Wh/kg
      – temps de recharge : 8 minutes si colonne de charge rapide de 450 kW min (pas beaucoup chez nous)
      – autonomie : 1000 km en mode NEDC
      – prix : ce sera un modèle de luxe (SUV, intérieur cuir, dernières puces de Qualcomm pour le dispositif d’infotainment, etc..) dont le prix selon les options variera entre 249.600 – 349.600 yuans ($39.190 – $54.890)
      – photos : https://www.chinamobil.ru/eng/gac/aion-lx/?view=photos#1

      • Effectivement, moins de la moitié du prix d’un Model X, pour des prestations supérieures, du moins sur le papier.
        Les chinois nous montrent la voie …

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