Une cathode riche en manganèse pour réduire drastiquement le coût des batteries de véhicules électriques. Le 13 mai dernier, General Motors a fait part de son intention, en collaboration avec LG Energy solutions, de commercialiser dès 2028 des batteries lithium-ion à cathodes riches en manganèse (LMR), d’une autonomie d’environ 650 km pour des véhicules électriques de grande taille (du SUV au camion), via une co-entreprise baptisée Ultium Cells.
Forte réduction des teneurs en nickel et en cobalt, deux métaux coûteux
Au total, la cathode d'une cellule de batterie LMR développée par General Motors comprend 66 % de manganèse, et environ 30 % de nickel pour quelques traces de cobalt, deux métaux plus rares et bien plus coûteux que le manganèse. À titre de comparaison, General Motors indique que les électrodes de batteries au nickel très répandues dans le secteur des véhicules électriques peuvent aujourd’hui contenir jusqu’à 85 % de nickel et environ 5 % de cobalt.
D’après le constructeur automobile américain, sa batterie LMR présenterait par ailleurs une densité énergétique 33 % plus importante que les batteries lithium-fer-phosphate (LFP) ou nickel-manganèse-cobalt-oxyde d’aluminium (NMCA), deux autres architectures largement utilisées dans l’automobile électrique.
L' obstacle de la faible durée de vie surmonté
Si la technologie LMR est connue depuis plus de 30 ans du monde de la recherche, cette architecture de batterie a longtemps été confrontée à un problème majeur : une dégradation rapide de ses performances et une durée de vie très courte. Depuis 2015, General Motors s’intéresse à cette technologie et estime avoir aujourd'hui surmonté cet obstacle.
Dans son billet de blog, le directeur de l’ingénierie avancée des cellules de batteries de l’automobiliste américain, Kushal Narayanaswamy, explique : « Nous avons travaillé avec nos fournisseurs pour optimiser les matériaux de nos cellules de batteries LMR, en ajoutant des dopants et revêtements brevetés, en parallèle d’innovations en matière d’ingénierie des particules et de processus, pour obtenir la densité d’énergie idéale et une disposition des matériaux permettant leur stabilité dans la cellule. Le résultat est que notre nouvelle cellule LMR peut atteindre la durée de vie des cellules à nickel, à performances comparables mais à coût beaucoup plus bas ». L’objectif est désormais à la commercialisation de la batterie, via Ultium Cells, avec une production espérée dès 2028.
