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 au 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 l’Université du Texas de John Goodenough. Il était (et est, à 99 ans) un scientifique légendaire des 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, venant quelques années après, semblait avoir 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 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, LFP ne semblait pas promis à un bel avenir. Le gouvernement s’efforçait de cultiver une industrie des batteries LFP parallèlement à un nouveau marché pour les voitures électriques, en versant de l’argent dans la cause. Mais les voitures électriques ne décollent pas aussi vite qu’espéré, il n’y a donc guère de marché pour les batteries pour les alimenter. Pendant ce temps, LFP était dépassé par de nouvelles recettes de batteries qui combinaient du cobalt avec du nickel pour emballer plus d’énergie.
Comme il est étrange 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 maintenant si demandées que l’industrie se dirige vers une falaise d’approvisionnement en matériaux composée 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 ans et a prospéré tranquillement, s’améliorant au point que les batteries LFP peuvent désormais alimenter convenablement une berline familiale. Comme la plupart des principales chimies cathodiques encore utilisées aujourd’hui, la batterie a été développée dans un laboratoire américain ou européen, mais son avenir est carrément en Chine, qui fabrique aujourd’hui 90 % des cellules de batterie LFP, selon Benchmark Minerals. Pour les États-Unis, « LFP est une occasion manquée », déclare Srinivasan.
Srinivasan, qui est maintenant à la tête du Collaborative Center for Energy Storage Science du Argonne National Lab, dirige une initiative du gouvernement américain visant à prévenir des manquements similaires. Appelé Li-Bridge, le programme a été formé 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 micropuces, qui les oblige à jockey désespérément pour être en tête de file alors que de nouvelles puces sortent de la ligne. « La dernière chose que je veux faire est de négocier avec les nations asiatiques pour assurer l’approvisionnement », a averti Robert Schilp, directeur des achats de Ford pour les véhicules électriques, lors d’une conférence le mois dernier. « Nous devons l’amener ici. » Sinon, cela signifie que les constructeurs automobiles américains pourraient finir par vendre moins de véhicules électriques que les clients ne le souhaitent.
Il y a des signes que l’industrie des batteries tient compte de son propre avertissement. Le mois dernier, GM et Posco Chemicals, une société coréenne de matériaux cathodiques, ont annoncé des plans pour une usine américaine de production de matériaux cathodiques. En Europe, où l’industrie des batteries n’est pas beaucoup plus avancée, Volkswagen s’est associé à l’entreprise belge de matériaux Umicore. En septembre, Redwood Materials, une entreprise peut-être mieux connue pour le recyclage des matériaux de batterie, a annoncé qu’elle se lançait également dans le secteur de la fabrication de cathodes avec l’intention de construire une usine américaine qui produira suffisamment de cathodes pour 5 millions de véhicules électriques d’ici 2030. C’est un commencer, Srinivasan dit : « Pour chaque annonce qui est faite, c’est fantastique. Maintenant, nous en avons juste besoin de 20 de plus.