Les composants des batteries lithium-ion
Le lithium est le troisième élément le plus léger, après l'hydrogène et l'hélium, et le plus léger des éléments solides. Son utilisation commerciale principale est comme initiateur de polymérisation, par exemple, dans la production de caoutchouc synthétique. Il est également largement utilisé dans la production d'autres produits chimiques organiques, en particulier les produits pharmaceutiques. En raison de sa légèreté et de son potentiel électrochimique négatif important, le lithium métallique, pur ou en présence d'autres éléments, sert d'électrode dans de nombreuses batteries primaires non rechargeables et dans les batteries de stockage au lithium rechargeables de haute puissance utilisées dans les véhicules électriques, les téléphones, les appareils photo et les autres appareils électroniques. Les alliages lithium-magnésium légers et les alliages lithium-aluminium résistants, plus durs que l'aluminium seul, ont des applications structurelles dans l'aérospatiale et d'autres industries.
Le cobalt est un métal magnétique à haute résistance avec une gamme variée d'utilisations importantes dans des produits allant des batteries rechargeables aux moteurs d'avion. Le cobalt est essentiel à la fabrication de batteries rechargeables haute performance comme les batteries lithium-ion utilisées dans les appareils électroniques portables, les véhicules électriques et les applications de stockage d'énergie fixes. Parmi ses nombreuses applications, on le retrouve dans les superalliages destinés à l'industrie aérospatiale pour fabriquer des turbines de puissance et de moteurs à réaction ainsi que dans des dispositifs électromécaniques comme les aimants, les moteurs électriques, les générateurs, les transformateurs et les bandes magnétiques de stockage et les disques durs.
Dans les applications de production d'énergie, le graphite est utilisé dans les galets pour les réacteurs nucléaires modulaires et dans les composites à haute résistance pour les turbines éoliennes, marémotrices et houlomotrices. Dans les applications de stockage d'énergie, le graphite est utilisé dans les plaques bipolaires ainsi que dans les batteries des véhicules électriques où il agit comme anode dans les batteries lithium-ion. Actuellement, la majorité de la demande de graphite naturel repose sur plusieurs marchés traditionnels, tels que les réfractaires (28 %), la fonderie et les creusets (18 %), les lubrifiants (10 %) et d'autres applications traditionnelles et émergentes (28 %). Actuellement, les batteries lithium-ion représentent 16 % du marché et cette part ne cesse d'augmenter.
Le manganèse est essentiel à la production de fer et d'acier en raison de ses propriétés de fixation du soufre, de désoxydation et d'alliage. La sidérurgie, y compris sa composante sidérurgique, représente la majeure partie de la demande intérieure de manganèse, actuellement de l'ordre de 85 à 90 % du total. Le manganèse est également un composant clé de certains alliages d'aluminium largement utilisés et, sous forme d'oxyde, des piles sèches.
Le nickel est largement utilisé en raison de sa résistance à la corrosion. L'industrie aérospatiale est l'un des principaux consommateurs de superalliages à base de nickel. Les aubes de turbine, les disques et autres pièces critiques des moteurs à réaction sont fabriqués à partir de superalliages. Les superalliages à base de nickel sont également utilisés dans les turbines à combustion terrestres, telles que celles que l'on trouve dans les centrales électriques. Les 23 % restants de la consommation sont répartis entre les alliages d'acier, les batteries rechargeables, les catalyseurs et autres produits chimiques, la monnaie, les produits de fonderie et le placage.
Voir aussi « L'approvisionnement de l'économie de guerre des États-Unis en minéraux critiques par Fernand Deschamps », LML, 13 novembre 2021.
(Avec des informations du gouvernement du Canada, Vital Metals, Fortune Minerals Limited, Radio-Canada)
Cet article est paru dans
Volume 52 Numéro 7 - 29 mai 2022
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