Marché des batteries lithium-air

Aperçu du marché

La taille du marché mondial des batteries lithium-air devrait croître à un TCAC d’environ 12,1 % au cours de la période de prévision 2023-2031.

La batterie lithium-air est une batterie rechargeable qui utilise la réduction de l'oxygène à la cathode et l'oxydation du lithium à l'anode pour induire un flux de courant ou une cellule électrochimique métal-air. Une cellule lithium-air crée une tension à partir de la disponibilité des molécules d'oxygène (O2) à l'électrode positive. L'O2 réagit avec les ions lithium chargés positivement pour former du peroxyde de lithium (Li2O2) et générer de l'énergie électrique. Les batteries lithium-air comprennent trois composants principaux, une anode au lithium, un électrolyte et une cathode à air.

Les batteries lithium-air ont un grand potentiel pour des applications efficaces de stockage d'énergie qui pourraient aider à résoudre les futurs problèmes énergétiques et environnementaux. La batterie lithium-air utilise l'oxygène infini de l'air pour stocker ou libérer de l'énergie grâce à une structure de cathode semi-ouverte et présente une densité énergétique théorique ultra-élevée de plus de 1 000 Wh/kg. Par conséquent, elle a été considérée comme la candidate pour le stockage d'énergie de nouvelle génération dans des domaines polyvalents tels que les véhicules électriques, les télécommunications et l'alimentation électrique spéciale. Il a été prouvé que les batteries lithium-air peuvent stocker jusqu'à cinq fois plus d'énergie que les batteries lithium-ion qui alimentent les smartphones, les ordinateurs portables et les véhicules électriques d'aujourd'hui.

Dynamique du marché

Facteurs moteurs du marché

• Émergence des véhicules électriques et des technologies de réseaux intelligents

La production et la vente de véhicules électriques augmentent considérablement dans le monde. Selon l'AIE (Agence internationale de l'énergie), en 2021, les consommateurs du monde entier ont dépensé environ 250 milliards de dollars pour l'achat de véhicules électriques. La capacité de production mondiale de batteries devrait passer de moins de 200 GWh en 2019 à plus de 1 200 GWh en 2024, suite aux dépenses d'investissement massives des fabricants de batteries cotés en bourse.

Le changement climatique mondial entraîne un réchauffement climatique et une augmentation de la température de la Terre. Les entreprises souhaitent réduire leur empreinte carbone en adoptant des solutions de production durables. Le marché des véhicules électriques connaît une croissance spectaculaire depuis cinq ans et la demande de batteries, qui sont un élément indispensable des véhicules électroniques, a considérablement augmenté. Le leader de l'automobile Toyota a annoncé 3,5 millions de ventes annuelles de voitures électriques d'ici 2030 et le lancement de 30 modèles BEV.

• Demande mondiale de solutions énergétiques durables

Depuis la pandémie, de nombreuses initiatives ont été prises pour réduire les émissions mondiales de carbone en adoptant des solutions énergétiques durables par les gouvernements du monde entier. La chaîne d'approvisionnement mondiale a été largement affectée, ce qui a entraîné une hausse des prix du pétrole brut. Actuellement, la plupart des pays dépendent des importations de pétrole brut et de gaz naturel des pays de l'OPEP. Ces pays dépensent une grande partie de leur budget pour importer du pétrole brut. Ainsi, ces pays veulent éliminer ces énormes dépenses et canaliser cet argent vers des sources d'énergie alternatives et émergentes qui stimuleront également leur économie. C'est pourquoi de nombreux pays offrent des subventions ou des avantages fiscaux sur les achats de véhicules électriques. Cet effort stimule la demande de batteries, qui sont un élément crucial des véhicules électriques.

Restrictions du marché

• Un marché hautement concurrentiel

Le marché des véhicules électroniques est très compétitif avec la présence de puissants acteurs mondiaux et toute rupture technologique peut affecter la croissance des batteries Li-Air. Cependant, le marché électronique est un nouveau segment de l'industrie automobile, qui donne naissance à de nombreuses start-ups. L'investissement initial dans les véhicules électroniques est plus élevé que celui des véhicules traditionnels qui fonctionnent au carburant. Le choix d'achat est difficile pour les personnes vivant dans les pays à faible revenu. Le marché des véhicules électriques est devenu très compétitif en adoptant des technologies innovantes telles que l'Internet des objets (IoT) et les systèmes d'infodivertissement pour les véhicules et en les commercialisant comme des véhicules utilitaires spéciaux.

• Problèmes de sécurité

Les véhicules électriques sont un nouveau segment émergent de l'automobile. Il existe plusieurs incidents de batteries qui ont pris feu, entraînant l'incendie du véhicule et des smartphones également. Actuellement, tout ce genre de phénomène se répand et peut affecter le potentiel des batteries lithium-air au cours de la période de prévision. Ces quelques cas peuvent limiter la demande de batteries électroniques dans les régions au climat chaud. Les cadres réglementaires sont en cours de renforcement, ce qui peut avoir un impact sur la production de batteries lithium-air. Les limitations de la disponibilité des batteries et des installations de recharge pour les véhicules électriques peuvent retarder la croissance des batteries lithium-air.

Opportunités de marché

• Innovation sur le marché des véhicules électriques

Il existe de nombreuses innovations et avancées technologiques. Le monde est devenu plus dynamique et ce qui est pertinent aujourd'hui ne le sera peut-être plus demain. C'est pourquoi les fabricants de batteries investissent massivement dans la recherche et le développement. Cela a créé une demande pour de nouvelles innovations, à savoir les batteries lithium-ion, qui sont plus puissantes que les batteries lithium-ion traditionnelles.

Cette nouvelle innovation peut résoudre le problème croissant de la capacité des batteries et offrira de longs trajets avec une seule charge dans les véhicules électroniques à 2 et 4 roues, ce qui à son tour créera une forte croissance du marché des batteries lithium-air. Son utilisation intensive la rend plus exigeante. De plus, la hausse des prix mondiaux du carburant et la baisse de la demande de pétrole brut incitent également les gens à passer aux véhicules électroniques, qui sont une énergie verte et propre et contribuent à la réduction des émissions mondiales de carbone. Ainsi, la forte demande de véhicules électriques créera une demande considérablement élevée pour les ventes de batteries lithium-air.

Périmètre du marché

Analyse segmentaire

Segmentation par type

• Batterie lithium-air aqueuse

Une batterie Li-air aqueuse est constituée d'une anode en lithium métal, d'un électrolyte aqueux et d'une cathode en carbone poreux. L'électrolyte aqueux combine des sels de lithium dissous dans l'eau. Il évite le problème de colmatage de la cathode car les produits de réaction sont solubles dans l'eau.

• Batterie lithium-air à semi-conducteurs

La batterie Li-air à l'état solide élimine les risques d'inflammation ; elle n'est donc pas inflammable. Elle utilise une anode en lithium, une cathode en carbone poreux et un électrolyte en céramique, en verre ou en verre céramique.

• Batterie Li-Air Aprotic

La batterie Li-air aprotique est généralement composée d'une anode en lithium métallique, d'une cathode poreuse respirante à l'O2 et d'un sel de lithium dans un solvant organique. Une batterie Li-air aprotique peut être chargée pour être réutilisée.

Segmentation par application

• Automobile

Il est largement utilisé dans les véhicules électroniques commerciaux et de tourisme allant des 2 roues aux 4 roues.

• Électronique

La batterie Li-air est utilisée dans les gadgets électroniques tels que les téléphones portables, les tablettes et les montres intelligentes.

• Médical

La batterie Li-air est également utilisée dans de nombreux appareils médicaux.

Analyse régionale

Le marché mondial des batteries lithium-air est segmenté par région en Amérique du Nord, Europe, Asie-Pacifique, Amérique latine, Moyen-Orient et Afrique.

Amérique du Nord

En Amérique du Nord, les États-Unis dominent la région par la présence d'un grand nombre de véhicules électroniques et le marché des batteries lithium-air . Le gouvernement américain offre également des réductions d'impôts sur l'achat de véhicules électriques. Cette région est très compétitive en raison de la présence de technologies très avancées. Par exemple, Tesla a lancé les premières voitures de tourisme à pilotage automatique et à conduite entièrement autonome et des chercheurs américains ont développé une batterie lithium-air à électrolyte solide dont la densité énergétique pourrait être multipliée par quatre par rapport aux batteries lithium-ion actuelles. Dans une cellule de test, l'équipe a déclaré avoir atteint 1 000 cycles de charge et de décharge.

Ainsi, les États-Unis domineront la région nord-américaine au cours de la période de prévision. Le Canada est le seul pays d’Amérique du Nord à disposer de tous les minéraux essentiels, tels que les matériaux cathodiques et anodiques nécessaires à la fabrication de batteries pour véhicules électriques. Le Canada reçoit également d’importants investissements de la part de constructeurs automobiles mondiaux tels que Ford, General Motors et Stellantis pour la fabrication de véhicules électriques. Ainsi, le marché des batteries lithium-air devrait connaître une forte croissance dans cette région.

l'Amérique latine

En Amérique latine, le Brésil, l’Argentine, la Bolivie et le Chili ont prévu de tirer parti de leur vaste abondance de mines de lithium pour la fabrication de véhicules électriques dans la région. La croissance démographique, l’augmentation du revenu disponible et la réduction des émissions de carbone sont quelques-uns des facteurs qui stimuleront la demande de batteries lithium-air au cours de la période de prévision.

Europe

En Europe, l'Union européenne fait campagne en faveur des véhicules électroniques et formule des directives réglementaires pour les batteries lithium-air. De plus, le Royaume-Uni, la France et l'Allemagne souhaitent éliminer leurs besoins en gaz naturel et en carburant en fabriquant des batteries lithium-air pour les véhicules électroniques. L'Europe souhaite également utiliser des batteries lithium-air pour les équipements industriels tels que les chariots élévateurs et les véhicules utilitaires compacts commerciaux. Compte tenu de ces développements, le marché des batteries lithium-air connaîtra une forte croissance au cours de la période de prévision.

Asie-Pacifique

Dans la région Asie-Pacifique, la Chine, l'Inde et le Japon sont les pays dominants et détiennent la plus grande part du marché des véhicules électroniques. La Chine est le plus grand fabricant mondial de véhicules électroniques en raison de ses capacités de fabrication et de l'abondance de sa main-d'œuvre bon marché. L'Inde est également le marché qui connaît la croissance la plus rapide pour le marché électronique et son gouvernement accorde également des réductions d'impôts et des subventions pour l'adoption des véhicules électroniques et invite également les fabricants mondiaux de batteries dans son pays pour faire de l'Inde une nation de véhicules électriques d'ici 2030. Cette région est fortement dépendante de l'énergie pour le pétrole brut et souhaite s'affranchir de la dépendance aux importations de pétrole brut. La région pourrait être confrontée à une baisse des ventes de batteries lithium-air en raison du manque de revenu disponible et de soutien des infrastructures pour les véhicules électriques. Malgré certains défis, cette région dominera le marché mondial des véhicules électriques et des batteries lithium-air.

Moyen-Orient et Afrique

Au Moyen-Orient, la plupart des pays disposent d'une abondance de pétrole brut et l'exportation de pétrole constitue une source majeure de revenus après les voyages. Pour cette raison, ils investissent également dans les véhicules électroniques et d'autres technologies émergentes. Ainsi, ce marché connaîtra une croissance positive dans cette région.

Acteurs clés

1. PHINERGIE
2. EV DYNAMICS (HOLDINGS) LIMITÉE
3. FUJI PIGMENT CO., LTD.
4. XINJIANG JOINWORLD CO., LTD.
5. ACTXE LIMITÉE
6. DE NORA TECH, INC.
7. DURACELL INC.
8. Société IBM
9. POLYPLUS
10. INDUSTRIES DU LITHIUM AIR, INC.

Développements récents

En mars 2022 , Tesla a annoncé l'ouverture de sa Tesla Gigafactory Texas. La Gigafactory Texas est située près d'Austin et fabriquera les Tesla Cybertruck, Tesla Semi, Model 3 et Model Y pour le marché de l'est des États-Unis. L'usine est la deuxième plus grande usine en termes de taille aux États-Unis et la deuxième plus grande en termes de volume.

En juin 2022 , Volkswagen AG a annoncé l'exploitation de son laboratoire d'ingénierie des batteries nord-américain à Chattanooga. L'entreprise a investi 22 millions de dollars dans le développement et la construction de cette nouvelle installation phare, dont l'objectif principal est de tester les batteries des véhicules électriques et les activités d'ingénierie haute tension.

En 2021 , Zinc8 Energy Solution a développé une technologie de batterie pour le stockage d'énergie et a travaillé avec l'État de New York pour l'installation du système. Ce système utilise le zinc et l'air comme combustible et se concentre sur la rapidité de réponse ainsi que sur le stockage.

En juin 2021 , Tesla a annoncé le lancement de la première production de la Tesla Model S Plaid. Il s'agit d'une voiture électrique à quatre portes avec une autonomie estimée à 630 km. La Plaid est le modèle S haut de gamme, avec 1 020 chevaux et un temps de 0 à 60 mph de 2 secondes. La Plaid se charge plus rapidement sur les superchargeurs Tesla, dispose d'une banquette arrière plus spacieuse et d'un meilleur système de divertissement.