SMM News, 10 novembre :
Points clés : Le LATP, tirant parti de ses avantages en termes de coût et de synthèse, est rapidement adopté comme revêtement de séparateur et additif d'électrode dans les batteries à semi-conducteurs et semi-solides. La taille actuelle du marché est limitée, d'environ un milliard, principalement contrainte par l'instabilité avec les anodes au lithium et la concurrence de technologies telles que le LLZO. Il sert de matériau de transition important à court et moyen terme.
C'est un phosphate de lithium, d'aluminium et de titane de structure stratifiée, un électrolyte solide oxyde de type NASICON. Comparé à la série LLZO à coût élevé, le LATP est largement utilisé dans les batteries à semi-conducteurs et semi-solides en raison de sa facilité de synthèse et de son faible coût en matières premières.
Simultanément, son procédé simple et son faible coût de synthèse ont conduit de nombreuses entreprises à le transformer et le produire, participant ainsi à l'industrie des batteries à semi-conducteurs.
I. Simplicité de la méthode de synthèse :
Le LATP est généralement préparé par des réactions de précipitation et des procédés de frittage à basse température. Les hydroxydes sont transférés d'un solvant à un autre pour former une solution visqueuse ; lors du frittage à basse température, les matériaux précipitent, formant des particules d'oxyde métallique poreuses dont les propriétés peuvent être ajustées avec des additifs.
1. Méthode de mélange à sec : Les matières premières du LATP sont mélangées directement avec des poudres d'alcool organique (comme l'alcool polyvinylique) et des poudres d'acide faible inorganique avant le frittage, éliminant l'étape de dispersion par broyage humide. Cette méthode simplifie le flux de procédé mais nécessite un contrôle de la température de frittage pour éviter la décomposition du matériau.
2. Méthode sol-gel : Un sol est formé par hydrolyse et polycondensation de précurseurs, suivi d'un séchage et d'une calcination pour obtenir le produit. Cette méthode permet une uniformité du matériau et une haute pureté mais implique de multiples étapes et est longue.
3. Méthode par réaction à l'état solide : Les sources de lithium, d'aluminium et autres matières premières sont mélangées et réagies à haute température. Certains procédés intègrent un « frittage atmosphérique à l'état solide à basse température » pour réduire la volatilisation du lithium et diminuer la consommation d'énergie. Cette méthode est adaptée à la production à grande échelle mais nécessite l'optimisation des éléments de dopage (comme le germanium, le lutétium) pour améliorer la conductivité et la stabilité.
II. Participants : Nombreux, tant au niveau national qu'international, les participants étrangers étant principalement originaires du Japon et de l'Allemagne.
Les entreprises produisant du LATP possèdent généralement une expertise approfondie dans les céramiques spécialisées, les produits chimiques fins ou les matériaux de batterie. Leurs équipements de production sont similaires à ceux utilisés dans la synthèse de matériaux inorganiques et la synthèse des matériaux de cathode/anode des batteries au lithium.
1. Entreprises étrangères : Ohara Corporation (Japon : Ohara Corporation)
Ohara Corporation (Japon : Ohara Corporation) : Une référence et leader commercial dans le domaine mondial du LATP. Ohara est la première et actuellement la plus connue des entreprises capables de fournir des feuilles de vitro-céramique LATP commerciales (IC-STM). De nombreux laboratoires universitaires et départements de R&D d'entreprises utilisent les produits d'Ohara pour la recherche sur les batteries à l'état solide. Caractéristiques des produits : Leurs produits sont préparés selon des procédés verriers, présentant une structure dense et une haute résistance. Mitsui Kinzoku (Japon : Mitsui Kinzoku) : Une importante entreprise japonaise de métaux non ferreux et de matériaux électroniques avec une implantation complète dans le domaine des matériaux pour batteries à l'état solide, incluant les électrolytes sulfure et oxyde. Elle possède une expertise technique approfondie dans les électrolytes oxyde.
AGC (Japon : Asahi Glass Co.) : Un autre géant japonais des matériaux en verre et céramique, similaire à Ohara dans la technologie des verres et céramiques spéciales, et développant activement des matériaux d'électrolyte oxyde pour batteries à l'état solide.
BASF (Allemagne : BASF) : Statut : La plus grande entreprise chimique au monde, sa division matériaux pour batteries mène des recherches approfondies sur diverses voies technologiques de batteries. Grâce à des acquisitions et à la R&D interne, BASF détient de nombreux brevets et dispose d'une importante implantation technologique dans les électrolytes pour batteries à l'état solide, incluant les systèmes oxyde.
Schott (Allemagne : Groupe Schott) : Statut : Un fabricant de verre spécial/vitro-céramique similaire à Ohara, ayant la capacité technique de produire des feuilles d'électrolyte oxyde minces et denses, ce qui en fait un fournisseur potentiel de LATP.
2. Entreprises chinoises : WELION New Energy et Qingtao Energy en tête, avec près de 100 entreprises participantes dont BTR, Tianmu, Jinlongyu et Langu
WELION New Energy : L'une des entreprises leaders de l'industrie chinoise des batteries à l'état solide. Bien que son produit phare soit une batterie semi-solide, sa feuille de route technologique couvre les systèmes d'électrolyte oxyde, et elle a collaboré avec NIO pour lancer des modèles de voitures équipés de batteries semi-solides. Elle mène des activités de R&D et d'application approfondies pour les électrolytes oxyde tels que le LATP.
Qingtao Energy : Issue d'une voie technologique d'électrolyte oxyde et ayant achevé la construction de lignes de production de masse. Les produits de batterie à l'état solide de Qingtao ont été déployés dans des véhicules de constructeurs automobiles tels que SAIC. Ses matériaux d'électrolyte principaux incluent des systèmes oxyde comme le LLZO et le LATP.
3. Demande du marché
Actuellement, le LATP est principalement utilisé dans les séparateurs, les cathodes et les anodes. Pour le revêtement des séparateurs, il remplace l'alumine pour obtenir de meilleurs résultats, avec des coûts 2 à 3 fois supérieurs à ceux de l'alumine. Sur la base d'une quantité de revêtement de 2 à 5 g par m², la demande du marché est estimée au niveau de 3 000 à 5 000 tonnes. Pour le revêtement des cathodes et anodes, avec une proportion massique de 0,5 % à 5 % (estimée à 2 %), l'ajout par GWh (en prenant la batterie ternaire comme exemple) est de 60 kg. En supposant que 30 % des batteries nécessitent cet ajout, l'échelle atteint 10 000 tonnes. Globalement, la demande du marché n'est pas élevée. Spécifications requises : Il existe deux types : la poudre avec un D50 compris entre 600 nm et 800 nm (soit 0,6 μm à 0,8 μm), tandis que la suspension a une granulométrie plus fine. Le prix est calculé à 200 yuans/kg, avec une valeur haut de gamme entre 2 et 4 milliards de yuans. Compte tenu de la substitution par des produits tels que le LLZO, le volume du marché est estimé à une échelle de 1 milliard de yuans.
Selon les projections de SMM, les expéditions de batteries tout solide devraient atteindre 13,5 GWh d'ici 2028, tandis que les expéditions de batteries semi-solides sont prévues à 160 GWh. D'ici 2030, la demande mondiale de batteries lithium-ion est estimée à environ 2 800 GWh, avec des taux de croissance annuels composés de 2024 à 2030 pour la demande de batteries lithium-ion dans les véhicules électriques, le stockage stationnaire d'énergie et l'électronique grand public d'environ 11 %, 27 % et 10 %, respectivement. Le taux de pénétration mondial des batteries à l'état solide devrait être d'environ 0,1 % en 2025, et devrait atteindre environ 4 % pour les batteries tout solide d'ici 2030. D'ici 2035, le taux de pénétration mondial des batteries à l'état solide pourrait approcher 10 %.
**Note :** Pour plus de détails ou des demandes concernant le développement des batteries à l'état solide, veuillez contacter :
Téléphone : 021-20707860 (ou WeChat : 13585549799)
Contact : Chaoxing Yang. Merci !
