Comment LG Chem mène la course à la commercialisation des batteries à l'état solide

L'industrie mondiale des batteries approche d'un tournant décisif. Depuis plus d'une décennie, les fabricants ont poussé la technologie lithium-ion à ses limites. Les gains en densité énergétique ont ralenti. Les incidents de sécurité restent une préoccupation majeure. Les constructeurs automobiles recherchent une autonomie accrue sans alourdir les batteries. Ces contraintes ont accéléré la course aux batteries tout-solide , souvent considérées comme la prochaine grande avancée après le lithium-ion.

LG Chem se distingue comme l'une des entreprises les plus proches de concrétiser cette transition. Elle investit des milliards de dollars dans l'innovation en matière de matériaux, les lignes de production pilotes et les programmes de validation avec les principaux constructeurs automobiles. L'entreprise a annoncé son intention de commercialiser les technologies à semi-conducteurs à la fin des années 2020. Ce calendrier place LG Chem en concurrence directe avec Toyota, Panasonic, Solid Power, CATL et Samsung SDI. Pourtant, les analystes du secteur considèrent de plus en plus LG Chem comme l'une des rares entreprises possédant à la fois l'expertise scientifique et la capacité de production nécessaires pour déployer à grande échelle une technologie aussi complexe.

L'enjeu est de taille. Les batteries à électrolyte solide promettent une densité énergétique jusqu'à 50 % supérieure à celle des cellules lithium-ion à électrolyte liquide actuelles. Certains prototypes de recherche ont dépassé les 900 Wh/L , bien au-delà du seuil de 650 à 700 Wh/L généralement atteint par les cellules lithium-ion NCM à haute teneur en nickel. Cette technologie représente également un progrès majeur en matière de sécurité, car les électrolytes solides réduisent le risque d'emballement thermique. Ces avantages pourraient bouleverser le paysage des véhicules électriques dès le début de la production commerciale.

Cet article explore la manière dont LG Chem relève les défis techniques, industriels et commerciaux liés au développement des batteries à l'état solide. Il examine également les implications plus larges pour les véhicules électriques, le stockage de l'énergie et la concurrence mondiale. Chaque chapitre offre des analyses approfondies, étayées par des données industrielles concrètes, afin d'aider les lecteurs à comprendre l'évolution du marché et l'impact des avancées de LG Chem sur l'avenir de l'énergie.

Pourquoi les batteries à semi-conducteurs sont importantes — sécurité, densité et performances

Les batteries à semi-conducteurs sont devenues l'axe central de la recherche sur le stockage d'énergie de nouvelle génération. Leur potentiel dépasse largement le cadre d'améliorations progressives. Elles représentent un changement structurel dans la manière dont l'énergie peut être stockée, distribuée et déployée à grande échelle pour les véhicules électriques et autres applications à forte demande. Comprendre leur valeur permet de saisir pourquoi des entreprises comme LG Chem investissent massivement dans cette technologie.

Une architecture plus sûre grâce à sa conception

Les cellules lithium-ion classiques utilisent des électrolytes liquides inflammables. Ces liquides permettent une mobilité rapide des ions, mais présentent également des risques thermiques inhérents. En cas de dommages ou d'exposition à une chaleur extrême, l'électrolyte peut s'enflammer, provoquant une réaction en chaîne appelée emballement thermique.

Les batteries à l'état solide remplacent cet électrolyte liquide volatil par un électrolyte solide , qui peut être en céramique, à base de polymère ou un matériau hybride. Ces solides étant ininflammables, les risques d'incendie sont considérablement réduits. Selon une étude du département de l'Énergie des États-Unis, les électrolytes solides résistent à des températures supérieures à 300 °C sans se dégrader, tandis que les électrolytes liquides deviennent instables aux alentours de 120 °C .

Principaux avantages en matière de sécurité

• Risque d'incendie et d'explosion réduit
• Plus grande tolérance aux contraintes mécaniques
• Performances plus stables lors de la charge rapide
• Durée de vie prolongée grâce à une dégradation chimique réduite

Ce renforcement de la sécurité est particulièrement important pour les constructeurs automobiles. La confiance du public dans les véhicules électriques dépend de la fiabilité des batteries. Les batteries à semi-conducteurs répondent directement à cette préoccupation.

Densité énergétique plus élevée et autonomie du véhicule étendue

La densité énergétique est l'une des principales limitations des batteries lithium-ion actuelles. Même avec des cathodes à haute teneur en nickel comme le NCM 811, la plupart des batteries de véhicules électriques actuelles fonctionnent autour de 250 à 300 Wh/kg au niveau de la cellule.

Les batteries à semi-conducteurs ont le potentiel de dépasser ces performances. LG Chem et d'autres grands développeurs annoncent des objectifs atteignables de 400 à 450 Wh/kg pour la première génération de modèles commerciaux. Certains prototypes de laboratoire ont même dépassé les 500 Wh/kg . Ces gains sont dus à deux améliorations majeures :

1. Électrolytes plus fluides

Les électrolytes solides peuvent être fabriqués en couches ultra-minces, réduisant ainsi le poids mort à l'intérieur des cellules.

2. Anodes en lithium-métal

Le remplacement du graphite par du lithium métal augmente considérablement la capacité. Le lithium métal offre une capacité théorique de 3 860 mAh/g , contre seulement 372 mAh/g pour le graphite.

Même une transition partielle vers des batteries au lithium métal peut augmenter l'autonomie des véhicules électriques de plusieurs centaines de kilomètres. Par exemple, un véhicule électrique de taille moyenne avec une autonomie de 400 km pourrait potentiellement atteindre 600 km sans augmentation du poids de la batterie.

Recharge plus rapide et durée de vie de la batterie prolongée

La vitesse de charge est un autre domaine où les batteries à électrolyte solide présentent un avantage. Les électrolytes solides réduisent la formation de dendrites de lithium, des structures microscopiques en forme d'aiguilles qui se forment pendant la charge et dégradent la durée de vie de la batterie. Moins de dendrites signifient une charge plus sûre et plus rapide.

Des tests récents menés par des associations industrielles suggèrent que la chimie à l'état solide permet une charge à 80 % en 10 à 15 minutes sans contrainte thermique importante. Il s'agit d'une amélioration significative par rapport aux 20 à 30 minutes nécessaires aux systèmes de charge rapide lithium-ion actuels.

De plus, les cellules à l'état solide offrent généralement une durée de vie cyclique 2 à 3 fois supérieure , portant la durée de vie utile totale à plus de 1 000 à 2 000 cycles complets , selon le matériau de l'électrolyte et l'architecture de la batterie. Pour les propriétaires de véhicules électriques, une durée de vie de la batterie plus longue signifie des coûts d'entretien réduits et une meilleure rentabilité à long terme.

Performances améliorées en conditions de températures extrêmes

La sensibilité à la température est l'un des points faibles persistants des piles à électrolyte liquide. Les basses températures ralentissent la migration des ions, réduisant ainsi la puissance de sortie et l'efficacité de charge. Les électrolytes solides peuvent être conçus avec une sensibilité thermique plus faible.

D'après les données du Japan Fine Ceramics Center, certains électrolytes solides à base de sulfures conservent une bonne conductivité ionique même à -20 °C . Cette stabilité de performance permet aux véhicules électriques d'offrir une autonomie plus constante selon les saisons et les régions géographiques.

Pourquoi ces avantages sont importants pour le marché mondial

Le marché des véhicules électriques se prépare à une expansion considérable. BloombergNEF prévoit que les ventes mondiales de véhicules électriques dépasseront les 30 millions d'unités par an d'ici 2030. Pour répondre à cette demande, les fabricants de batteries doivent produire des cellules plus sûres, plus légères, plus durables et plus performantes. C'est là que la technologie des batteries à semi-conducteurs entre en jeu.

Face à la volonté des gouvernements de promouvoir des transports plus propres et aux attentes des consommateurs en matière d'autonomie accrue à moindre coût, les incitations du marché convergent. Ceci explique la concurrence féroce entre LG Chem, Toyota, CATL, QuantumScape, Panasonic et Samsung SDI.

Les batteries à l'état solide sont devenues bien plus qu'un simple projet de recherche. Elles constituent un enjeu stratégique pour la domination future d'une économie énergétique pesant mille milliards de dollars.

Technologies de pointe et progrès en R&D de LG Chem

L'orientation de LG Chem vers les batteries tout-solide n'est pas un phénomène récent : elle est le fruit de plus d'une décennie de recherche ciblée, d'un développement important de brevets et d'innovations majeures en matière de matériaux. L'entreprise a progressé de manière constante, de la science fondamentale des matériaux à la production pilote, se positionnant ainsi parmi les leaders mondiaux en pleine course à la commercialisation.

Ce chapitre examine les principales avancées qui ont permis les progrès de LG Chem, en s'appuyant sur les données sectorielles disponibles et les informations publiques communiquées par l'entreprise.

Un engagement de plusieurs milliards de dollars en matière de recherche et développement

LG Chem investit massivement dans les matériaux de pointe pour batteries. En 2023, ses dépenses en R&D ont dépassé 2,5 milliards de dollars, tous secteurs confondus (énergie et matériaux). Une part importante de ces fonds a été consacrée aux technologies à l'état solide, notamment :

• Électrolytes solides à haute conductivité
• stabilisation de l'anode au lithium métal
• Optimisation de la cathode à haute teneur en nickel
• Ingénierie des procédés de ligne pilote

Cet engagement financier fait de LG Chem l'un des développeurs de semi-conducteurs à l'état solide les mieux financés en dehors du Japon.

Première avancée majeure : Électrolytes sulfurés haute performance

L'une des avancées majeures de LG Chem réside dans son électrolyte solide à base de sulfure. Les électrolytes à base de sulfure présentent l'avantage d'offrir une conductivité ionique proche de celle des électrolytes liquides. De nombreux électrolytes solides céramiques peinent à atteindre ce niveau de performance, affichant des résultats inférieurs à température ambiante.

Selon de récentes informations publiées par LG Chem, son électrolyte à base de sulfure atteint des conductivités supérieures à 10 mS/cm , comparables à celles des systèmes à électrolyte liquide commerciaux. Ce niveau de performance favorise un transfert d'ions rapide et permet une charge rapide.

Avantages de l'électrolyte sulfure de LG Chem

• Conductivité ionique élevée à température ambiante
• Flexibilité mécanique améliorée pour une fabrication plus facile
• Meilleure compatibilité interfaciale avec les matériaux de cathode
• Faible résistance lors de la charge à haute vitesse

Ces caractéristiques correspondent à la stratégie de LG Chem visant à produire des matériaux non seulement performants, mais également adaptés à une production de masse.

Deuxième avancée majeure : stabilisation de l’anode en lithium-métal

Le principal obstacle au développement des batteries à l'état solide réside dans l'anode en lithium métal. Ce matériau stocke une énergie considérable, mais réagit fortement avec les électrolytes. Il forme des dendrites et des interfaces instables, ce qui peut réduire la durée de vie de la batterie ou provoquer des courts-circuits internes.

La solution de LG Chem utilise un revêtement intermédiaire exclusif qui protège à la fois l'électrolyte et l'anode. L'entreprise indique que sa conception empêche la formation de dendrites, même en conditions de charge rapide. Les données de test montrent une performance cyclique supérieure à 500 cycles avec une rétention de capacité élevée , une étape prometteuse pour les cellules à l'état solide en phase de développement.

Fonctions clés de la couche intermédiaire

• Protège l'électrolyte des réactions chimiques
• Assure un dépôt et un décapage du lithium sans problème.
• Réduit la résistance d'interface au fil du temps
• Améliore la durabilité lors d'un fonctionnement à courant élevé

Cette technologie constitue l'un des principaux atouts concurrentiels de LG Chem, car peu de concurrents ont atteint une stabilité similaire avec le lithium métal.

Troisième avancée majeure : Intégrations de cathodes à haute teneur en nickel

Les batteries à l'état solide nécessitent des cathodes capables de fonctionner à des tensions plus élevées sans dégrader l'électrolyte. LG Chem, l'un des principaux producteurs mondiaux de cathodes NCM à haute teneur en nickel, bénéficie d'un avantage considérable.

L'entreprise a adapté ses cathodes de la série NCM 90+ pour qu'elles fonctionnent avec des électrolytes solides. Ces cathodes, déjà reconnues pour leur haute densité énergétique, peuvent fournir plus de 210 mAh/g dans des conditions optimales.

Avantages intégrés

• Stabilité haute tension
• Performances cycliques élevées
• Libération d'oxygène réduite à des états de charge élevés
• Des coûts de matériaux inférieurs à ceux des produits chimiques riches en cobalt

Cette synergie entre la technologie de la cathode et la conception de l'électrolyte est une des raisons clés pour lesquelles LG Chem progresse plus rapidement que nombre de ses concurrents.

Quatrième percée : Fabrication pilote avec des procédés évolutifs

La fabrication de batteries à l'état solide est plus complexe que celle des cellules lithium-ion classiques. La compression des matériaux, la protection contre l'humidité et l'uniformité des interfaces requièrent toutes des techniques d'ingénierie de pointe.

LG Chem a mis en place une ligne pilote dédiée utilisant des procédés de fabrication en continu adaptés de son expérience dans le domaine des batteries lithium-ion. Cela permet de minimiser les nouveaux investissements et d'accélérer la transition vers la production de masse.

Capacités clés de la ligne pilote de LG Chem

• Systèmes de manipulation sans air pour électrolytes sulfurés
• Lamination de précision pour empilements multicouches à semi-conducteurs
• Technologies de revêtement à sec évolutives
• Détection automatisée des défauts

Ces systèmes permettent à LG Chem de fabriquer des lots de test plus proches des cellules de qualité commerciale que les échantillons de laboratoire classiques.

Partenariats stratégiques et collaboration universitaire

Au-delà de ses activités internes de R&D, LG Chem collabore étroitement avec des universités et des groupes de recherche. L'entreprise travaille en partenariat avec des institutions en Corée du Sud, aux États-Unis et en Europe afin d'accélérer la découverte de nouveaux matériaux. Elle participe également à des accords de développement conjoints avec des constructeurs automobiles, même si l'identité des partenaires reste souvent confidentielle.

Les efforts de collaboration permettent de valider les performances en conditions réelles d'utilisation des véhicules électriques. Ils accélèrent également la transition des essais en laboratoire à la qualification automobile.

Pourquoi la R&D de LG Chem est importante dans la course mondiale

De nombreuses entreprises développent des batteries à l'état solide, mais seules quelques-unes disposent des ressources nécessaires pour les produire à grande échelle. LG Chem maîtrise l'intégralité de la chaîne de valeur, des matériaux de cathode et des poudres d'électrolyte aux équipements de fabrication. Cette intégration verticale lui confère un avantage considérable pour réduire les coûts, garantir la qualité et répondre à une forte demande.

Ses avancées dans les électrolytes sulfurés, la stabilité du lithium métal et l'intégration de cathodes à haute teneur en nickel placent l'entreprise parmi les principaux candidats à une commercialisation rapide.

Feuille de route pour la commercialisation — Calendrier, partenariats et production pilote

LG Chem aborde la phase la plus critique de son programme de batteries à l'état solide : le passage des avancées en laboratoire à la production à l'échelle industrielle. La mise à l'échelle d'un système à l'état solide est bien plus complexe que celle des cellules lithium-ion classiques. Elle exige de nouvelles machines, de nouveaux systèmes de contrôle qualité et de nouveaux protocoles de sécurité. Malgré ces défis, LG Chem a élaboré une feuille de route claire et structurée en plusieurs phases, qui la positionne comme l'un des premiers grands fabricants de batteries susceptibles d'atteindre une véritable commercialisation.

Ce chapitre détaille cette feuille de route, les échéanciers de production prévus par LG Chem, les étapes clés de sa ligne pilote et les partenariats stratégiques qui façonnent son déploiement sur le marché.

Un calendrier réaliste pour la mise sur le marché

LG Chem a annoncé publiquement que sa première ligne de production de batteries entièrement à semi-conducteurs débutera sa production pilote vers 2026 , avec une commercialisation prévue entre 2028 et 2030. Ces dates correspondent aux prévisions du secteur à l'échelle mondiale. Toyota, Samsung SDI et QuantumScape ont annoncé des échéanciers similaires.

Feuille de route officielle de LG Chem

• 2024-2025 : Optimisation du prototype et essais de qualification des véhicules électriques
• 2026 : Achèvement de la ligne de production pilote à semi-conducteurs
• 2027-2028 : Premier échantillonnage pour les partenaires automobiles
• 2028–2030 : Production commerciale à grande échelle de véhicules électriques

Ce déploiement progressif rappelle la commercialisation des batteries lithium-ion il y a vingt ans. La production initiale sera limitée et réservée aux constructeurs automobiles ayant des contrats d'approvisionnement à long terme.

Production pilote : le pont entre le laboratoire et l’usine

L'installation pilote de LG Chem joue un rôle central dans sa stratégie de commercialisation. Construite avec un budget de plus de 150 millions de dollars américains , cette ligne pilote vise à valider des procédés évolutifs pour la fabrication d'électrolytes sulfurés et l'empilement multicouche.

Principales capacités de la ligne de pilotage

• Production constante de feuilles d'électrolyte solide minces et sans défaut
• Des systèmes d'automatisation qui réduisent l'exposition à l'humidité, une exigence essentielle pour les matériaux sulfurés
• Intégration des structures d'anodes en lithium-métal avec des couches intermédiaires protectrices
• Contrôle qualité en temps réel par inspection en ligne aux rayons X et infrarouge

L'entreprise a souligné que sa ligne pilote ne sert pas uniquement aux essais, mais aussi à la validation de la faisabilité industrielle. Les procédés éprouvés sur cette ligne seront reproduits dans des gigafactories en Corée du Sud, aux États-Unis et en Europe.

Qualification et essais de sécurité des véhicules

Avant de pouvoir être utilisées dans les véhicules routiers, les batteries à semi-conducteurs doivent réussir des tests rigoureux définis par les organismes de réglementation internationaux et les constructeurs automobiles. Ces tests comprennent des évaluations de la stabilité thermique, des essais de résistance aux chocs mécaniques, de la résistance à la perforation et de la durabilité de la charge rapide.

LG Chem mène déjà des cycles de tests prolongés simulant l'utilisation réelle d'un véhicule électrique sur une période de 8 à 10 ans . Les premiers résultats indiquent une meilleure rétention de capacité par rapport aux systèmes lithium-ion à haute teneur en nickel. Certains prototypes conservent plus de 80 % de leur capacité après plus de 500 cycles , ce qui constitue un point de départ prometteur pour la prochaine étape de développement.

LG Chem collabore également avec des partenaires automobiles pour réaliser des simulations au niveau des batteries. Cela permet de s'assurer que les batteries peuvent supporter les températures, les vibrations, les conditions de collision et les cycles de charge réels.

Les partenariats stratégiques au service de la commercialisation

La commercialisation des batteries ne se fait pas de manière isolée. LG Chem renforce sa stratégie grâce à des partenariats dans des secteurs clés : l’automobile, l’approvisionnement en matériaux et la fabrication de pointe.

1. Collaborations avec les équipementiers automobiles

Bien que tous les partenariats ne soient pas publics, les analystes du secteur soulignent les relations de longue date qu'entretient LG Chem avec :

• Groupe automobile Hyundai
• General Motors (via les coentreprises LG Energy Solutions)
• Volvo
• Stellantis

Ces partenariats permettent à LG Chem d'adapter ses conceptions de semi-conducteurs aux exigences réelles des plateformes de véhicules électriques. Les constructeurs automobiles reçoivent des échantillons en avant-première, ce qui leur permet de tester l'intégration avec leurs architectures de véhicules de nouvelle génération.

2. Collaboration avec les fournisseurs de matériaux

Les systèmes à semi-conducteurs nécessitent des précurseurs de sulfure de haute pureté, des feuilles de lithium-métal de pointe et des revêtements spéciaux. LG Chem a conclu des accords d'approvisionnement avec des entreprises au Japon, aux États-Unis et en Europe afin de garantir un approvisionnement stable en matières premières avant le lancement de la production en série.

3. Expansion du réseau de recherche

LG Chem collabore également avec des universités et des instituts de recherche du monde entier afin d'accélérer le développement des électrolytes et des couches intermédiaires. Ces collaborations permettent à l'entreprise de rester à la pointe des progrès rapides en science des matériaux.

Capacité de production à grande échelle : le principal atout stratégique de LG Chem

L'un des principaux atouts de LG Chem réside dans son infrastructure de production. L'entreprise exploite certaines des plus grandes lignes de production de matériaux pour batteries au monde. Elle bénéficie d'une expérience de plusieurs décennies dans le développement à grande échelle de matériaux de cathode à base de suspension, de films séparateurs et de formulations chimiques à haute teneur en nickel.

Cette infrastructure confère à LG Chem un avantage crucial :

• Réplication plus rapide des procédés de la ligne pilote
• Des coûts d'investissement plus faibles pour les nouvelles usines
• Adoption facilitée des systèmes de contrôle de la qualité normalisés
• Capacité à tirer parti de ses coentreprises avec LG Energy Solution

L'entreprise a déclaré qu'une grande partie de ses équipements lithium-ion peuvent être adaptés à une production précoce à l'état solide, réduisant ainsi les goulets d'étranglement auxquels les concurrents pourraient être confrontés.

Applications commerciales prévues d'ici 2030

D'après les analystes du secteur, les premières versions de batteries à semi-conducteurs de LG Chem équiperont probablement en premier lieu les véhicules électriques haut de gamme , notamment les berlines électriques à grande autonomie et les véhicules performants. Ces modèles peuvent absorber des coûts initiaux plus élevés et tirer pleinement profit des améliorations en matière de densité énergétique et de sécurité.

Les applications à long terme peuvent inclure :

• SUV haute performance
• véhicules de flotte commerciale
• Électronique grand public haut de gamme
• Systèmes de stockage d'énergie nécessitant une longue durée de vie

D’ici 2030, les batteries à semi-conducteurs pourraient commencer à équiper les véhicules électriques grand public à mesure que les volumes de production augmenteront et que les coûts diminueront.

Pourquoi la feuille de route de commercialisation de LG Chem se distingue

De nombreuses entreprises affichent d'excellents résultats en laboratoire, mais n'ont pas la capacité de produire des batteries à l'état solide à l'échelle du gigawattheure. LG Chem bénéficie de :

• Intégration verticale poussée dans les matériaux
• Réseaux de production mondiaux établis
• Des partenariats solides avec les principaux constructeurs automobiles
• Expertise reconnue dans la production en série de technologies de batteries avancées

Cette combinaison permet à LG Chem de passer du prototype à la commercialisation plus rapidement que ses concurrents plus petits et plus efficacement que les entreprises sans expérience de fabrication.

Impact sur l'industrie — Que signifient les progrès de LG Chem pour les véhicules électriques et la concurrence mondiale dans le domaine des batteries ?

L'emprise croissante de LG Chem sur la commercialisation des batteries à semi-conducteurs redessine le paysage concurrentiel. Alors que l'entreprise se prépare à entrer dans la production de masse, le marché mondial des véhicules électriques suit la situation de près. Les répercussions iront bien au-delà des clients directs de LG Chem. Elles influenceront les chaînes d'approvisionnement, les prix, les normes de sécurité et la manière dont les constructeurs automobiles conçoivent leurs plateformes de véhicules de nouvelle génération.

Ce chapitre examine les implications à l'échelle de l'industrie des avancées de LG Chem et ce qu'elles signifient pour l'avenir de la mobilité électrique.

Une nouvelle référence en matière d'autonomie et de sécurité des véhicules électriques

Les batteries à semi-conducteurs offrent des avantages significatifs par rapport aux cellules lithium-ion actuelles. Les constructeurs automobiles conçoivent actuellement leurs plateformes en tenant compte des limitations des batteries, telles que les risques d'incendie, les systèmes de refroidissement encombrants et la dégradation liée aux cycles de charge/décharge. Les premières données de LG Chem suggèrent que ses cellules à semi-conducteurs pourraient offrir :

• Densité énergétique de 400 à 450 Wh/kg au niveau cellulaire
• Résistance accrue à l'emballement thermique
• Durée de vie plus longue adaptée aux véhicules électriques à kilométrage élevé
• Recharge plus rapide avec réduction de l'échauffement

Ces caractéristiques permettront aux constructeurs automobiles de repenser les véhicules avec :

• Des batteries plus fines
• Meilleure utilisation de l'espace intérieur
• Besoins de refroidissement réduits
• Autonomie accrue sans augmenter la masse du sac à dos

Pour les consommateurs, cela se traduit par des véhicules électriques plus sûrs, offrant une plus grande autonomie et une recharge plus rapide – trois des reproches les plus fréquents formulés à l'encontre des voitures électriques aujourd'hui.

Pression sur les fabricants de batteries concurrents

Les avancées de LG Chem intensifient la course mondiale entre les pionniers des semi-conducteurs.

Les principaux concurrents

• Toyota — Prévoit de présenter des prototypes semi-solides ou entièrement solides vers 2027-2028
• Samsung SDI — Développement de batteries sulfure entièrement solides, avec une production pilote prévue en 2027
• QuantumScape — Développement de prototypes pour les partenaires automobiles, axé sur les électrolytes céramiques
• CATL — Développement de technologies semi-solides à base de matière condensée comme étape intermédiaire vers le tout solide

La capacité de LG Chem à tirer parti des infrastructures existantes pourrait lui permettre d'afficher des coûts de production initiaux inférieurs à ceux de certains concurrents. Cette pression concurrentielle devrait accélérer l'innovation dans l'ensemble du secteur.

À mesure que chaque fabricant s'efforce d'améliorer la conductivité, d'allonger la durée de vie et d'obtenir une intégration plus stable du lithium métal, le marché pourrait connaître des améliorations rapides des performances dans un court laps de temps.

Impact sur les chaînes d'approvisionnement mondiales

Les batteries à l'état solide nécessitent des matières premières, des procédés de fabrication et des structures de chaîne d'approvisionnement différents de ceux des cellules lithium-ion traditionnelles. Cette évolution aura des répercussions sur de nombreux secteurs :

1. Demande de matériaux

Les systèmes à semi-conducteurs dépendent fortement des électrolytes sulfurés, des revêtements spéciaux et des cathodes à haute teneur en nickel. Cela accroît la demande en :

• Composés à base de soufre
• métal de lithium de haute pureté
• Précurseurs riches en nickel
• équipement de traitement de la céramique

Dans le même temps, la demande d'anodes en graphite pourrait diminuer à mesure que les conceptions utilisant du lithium métal se généraliseront.

2. Conception et équipement de l'usine

La fabrication de semi-conducteurs exige des environnements à humidité contrôlée, des équipements de lamination de précision et des systèmes de sécurité robustes. Les entreprises ne disposant pas d'une ingénierie de fabrication avancée risquent de rencontrer des difficultés pour intégrer ces exigences.

3. Intégration automobile

Les constructeurs automobiles devront repenser les systèmes de gestion thermique, les boîtiers de batterie et les circuits de refroidissement. Des besoins en refroidissement réduits pourraient permettre de concevoir des plateformes plus légères et moins coûteuses.

La collaboration étroite entre LG Chem et les constructeurs automobiles contribue à garantir une transition en douceur.

Impact sur le prix des véhicules électriques et l'adoption par le marché

Au départ, les batteries à semi-conducteurs coûteront plus cher que les batteries lithium-ion classiques en raison de leur volume de production inférieur et des exigences plus élevées en matière de pureté des matériaux. Les premières applications concerneront les véhicules électriques haut de gamme, pour lesquels les clients pourront absorber le coût.

Toutefois, les coûts devraient diminuer sensiblement à mesure que les volumes augmenteront. Les analystes prévoient :

• Réduction des coûts de 20 à 30 % une fois que la production dépasse 20 GWh par an.
• Coût par kWh similaire à celui des batteries lithium-ion haut de gamme d'ici 2030-2032
• Réduction des coûts d'emballage à long terme grâce à la diminution des composants de refroidissement et de sécurité

À mesure que les prix baissent, cette technologie se généralisera dans les modèles grand public, accélérant ainsi l'adoption des véhicules électriques à l'échelle mondiale.

Implications stratégiques nationales et d'entreprise

Les pays considèrent le leadership dans le domaine des batteries à semi-conducteurs comme une priorité stratégique. Les États-Unis, la Corée du Sud, le Japon et la Chine investissent massivement dans ce secteur en raison de son impact sur :

• stockage d'énergie renouvelable
• mobilité électrique
• compétitivité industrielle
• commerce et sécurité nationale

Les progrès de LG Chem renforcent la position de la Corée du Sud dans la course mondiale aux batteries, soutenant une expansion économique à grande échelle grâce aux gigafactories de LG Energy Solutions.

Des entreprises comme Hyundai, GM et Volvo bénéficieront également de cet approvisionnement en batteries de pointe, obtenu plus tôt que leurs concurrents.

Un catalyseur pour la prochaine génération d'innovations en matière de véhicules électriques

Les batteries à semi-conducteurs auront une incidence bien plus importante que sur l'autonomie et les temps de charge. Elles pourraient permettre la création de catégories entières de véhicules et d'appareils.

Innovations potentielles permises par les piles à semi-conducteurs

• Plateformes de véhicules ultra-minces
• Camions commerciaux plus légers
• Batteries de qualité aéronautique plus sûres pour les aéronefs eVTOL
• Électronique grand public haut de gamme avec une autonomie de plusieurs jours
• Systèmes de stockage industriels à dégradation réduite

Pour les constructeurs automobiles, ces avantages alimenteront l'expérimentation créative, de la même manière que la technologie lithium-ion a permis l'essor de l'écosystème moderne des smartphones.

Pourquoi LG Chem sera probablement parmi les premiers à commercialiser

La combinaison de la force de sa R&D, des progrès de ses lignes pilotes et de sa maîtrise de la chaîne d'approvisionnement distingue LG Chem. Contrairement à ses concurrents émergents, l'entreprise produit déjà des matériaux pour batteries à l'échelle mondiale. Cela réduit les risques et accélère la mise en œuvre de la production industrielle à grande échelle.

Les deux prochaines années, 2025 et 2026, seront cruciales. À mesure que la production pilote augmentera et que les partenariats avec les constructeurs automobiles se renforceront, LG Chem se rapprochera de la mise sur le marché de batteries à semi-conducteurs prêtes pour la route.

En cas de succès, LG Chem atteindra non seulement ses objectifs de commercialisation, mais façonnera également l'évolution de l'ensemble du secteur des véhicules électriques au cours de la prochaine décennie.