Pratiquement chaque véhicule électrique (VE) est équipé d’une batterie lithium-ion qui repose sur plusieurs minéraux clés pour alimenter la batterie. Alors que certains minéraux dans les batteries assurent le flux d’énergie, d’autres la protègent des dommages accidentels. Selon les données de la Fédération européenne des transports et de l’environnement, ce graphique montre la composition minérale de la ‘batterie lithium-ion moyenne’.
Mélange minéral pour les batteries
Les cellules de la batterie moyenne de 60 kilowattheures (kWh) contenaient environ 185 kilogrammes de minéraux. La cathode contient la plus grande variété de minéraux et est probablement le composant le plus important et le plus coûteux de la batterie, la composition de la cathode étant le principal déterminant de la performance de la batterie, chaque minéral offrant un avantage unique.
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Par exemple, les batteries NMC, qui représentaient 72 % des batteries utilisées dans les véhicules électriques en 2020 (hors Chine), ont une cathode composée de nickel, de manganèse et de cobalt ainsi que de lithium. Une teneur en nickel plus élevée dans ces batteries tend à augmenter leur densité énergétique ou la quantité d’énergie stockée par unité de volume, ce qui augmente l’autonomie des véhicules électriques. Le cobalt et le manganèse agissent souvent comme stabilisateurs dans les batteries NMC, améliorant leur sécurité.
Dans l’ensemble, les matériaux de la cathode représentent 31,3 % du poids minéral de la batterie moyenne produite en 2020.
Les batteries à base de nickel sont devenues la norme
Pendant ce temps, le graphite a été le principal matériau pour les anodes en raison de son coût relativement bas, de son abondance et de sa longue durée de vie. Comme l’ensemble de l’anode est constitué de graphite, c’est le plus grand composant minéral de la batterie. D’autres matériaux incluent l’acier dans le boîtier qui protège la cellule des dommages externes, ainsi que le cuivre, qui est utilisé comme collecteur de courant pour l’anode.
Il existe plusieurs types de batteries lithium-ion avec différentes compositions de minéraux de cathode. Leurs noms font généralement allusion à leur répartition minérale. Par exemple, une batterie nommée NMC811 contient 80 % de nickel, 10 % de manganèse et 10 % de cobalt, tandis que, par exemple, la batterie NMC523 contient 50 % de nickel, 20 % de manganèse et 30 % de cobalt.
