Une batterie américaine pourrait rompre l’emprise de la Chine sur la chaîne d’approvisionnement des véhicules électriques

• Une start-up américaine dédiée aux batteries, Pure Lithium, travaille sur une batterie LFP dépourvue de graphite.
• La start-up est en pourparlers avec 40 entreprises pour commercialiser sa technologie.
• Elle promet de doubler la densité d’énergie, de réduire de moitié le poids et de diminuer considérablement les coûts.

Basée à Chicago, Pure Lithium travaille sur une batterie potentiellement disruptive, qu’elle affirme être moins chère et plus dense énergétiquement que ce qui existe, tout en s’appuyant sur une chaîne d’approvisionnement nord-américaine. Ce n’est pas une batterie à l’état solide, et ce n’est pas une batterie à anode en silicium. Il s’agit en réalité d’une batterie lithium-fer-phosphate (LFP) dépourvue du graphite traditionnellement utilisé dans les packs lithium-ion.

La start-up affirme avoir réalisé une avancée la semaine dernière, avec sa batterie au lithium métal ayant atteint 9 315 cycles de charge et de décharge. Cela représente plus de trois fois la durée de vie en cyclage d’une batterie lithium-ion conventionnelle, et Pure Lithium indique que c’est sans précédent : « À la connaissance de l’entreprise, aucune autre batterie au lithium métal en cours de développement n’a obtenu de tels résultats dans des conditions de test équivalentes. »

La grande majorité des batteries lithium-ion actuelles dépend fortement des chaînes d’approvisionnement chinoises. Désormais, l’Amérique du Nord cherche non seulement à rompre cette dépendance, mais aussi à faire progresser la technologie des batteries lithium-ion pour permettre aux véhicules électriques d’aller plus loin, de se charger plus rapidement et de durer plus longtemps. Pure Lithium affirme avoir éliminé l’anode en graphite, coûteuse et polluante à extraire.

« C’est la moitié du poids et le double de la densité d’énergie par rapport à la batterie que nous utilisons aujourd’hui », a déclaré la PDG Emilie Bodoin lors d’un entretien accordé à Bloomberg. L’une des raisons majeures de ce gain, selon elle, est l’élimination du graphite. Cependant, la batterie n’est pas encore sur le marché; Pure Lithium est en train de mettre en place une ligne pilote à Chicago et recherche des partenaires pour l’aider à commercialiser sa technologie, a indiqué Bodoin.

Plus de 90 % du graphite mondial est traité en Chine. Le graphite ajoute aussi du poids et occupe un espace précieux à l’intérieur d’une cellule de batterie. Il ne participe pas activement à la réaction électrochimique de la batterie. Au lieu de cela, il agit principalement comme un matériau hôte qui permet de stocker et de libérer les ions lithium lors des chargements et décharges, selon la start-up. L’argument de Pure Lithium est d’éliminer le graphite, de libérer de l’espace à l’intérieur de la cellule et d’utiliser cet espace pour un matériau énergétique plus utile.

Pour la cathode, Pure Lithium utilise une chimie LFP, qui a historiquement dépendu fortement des chaînes d’approvisionnement chinoises, mais qui devient progressivement plus locale aux États‑Unis. Cela signifie que sa batterie LFP au lithium métal élimine le besoin de plusieurs matériaux coûteux et polluants, dont le nickel, le manganèse, le cobalt et le graphite. Bien que les chimies riches en nickel offrent une densité énergétique supérieure au LFP, Pure Lithium affirme pouvoir compenser cette différence en libérant de l’espace du côté de l’anode et en éliminant le graphite.

Les plus de 9 000 cycles obtenus en laboratoire ont été réalisés avec des taux de charge et de décharge de 1C. En termes simples, cela signifie que la batterie était complètement chargée pendant une heure puis complètement déchargée pendant une heure, à répétition, pour plus de 9 000 cycles. En réalité, cela met fortement le cellule à l’épreuve et teste ses limites. Dans une utilisation réelle, les batteries ne sont que rarement soumises à de tels extrêmes.

Une batterie lithium-ion commerciale se dégrade généralement de façon notable au cours de sa vie. Or, cette cellule testée en laboratoire a peu bougé. L’entreprise a partagé un graphique montrant que la batterie avait conservé presque l’intégralité de sa capacité de décharge après 9 000 cycles. Les tests n’ont toutefois pas été continus. L’entreprise a interrompu les tests vers le 6 000e cycle en raison du déplacement de son siège, de Boston à Chicago, et a laissé la batterie se reposer à température ambiante pendant quatre mois. Lorsque les tests ont repris, la batterie a montré une rétention de capacité encore meilleure que lors de l’arrêt.

L’entreprise a également noté que « les fluctuations plus importantes au début des cycles étaient dues au manque de contrôle de la température et à plusieurs pannes d’énergie dans le laboratoire 1.0 de Pure Lithium à Boston. »

Lors d’un test antérieur, effectué en janvier 2025, Pure Lithium a déclaré que sa batterie avait conservé plus de 80 % de sa capacité après 2 200 cycles à un taux de charge et de décharge similaire de 1C. Ainsi, la cellule plus récente semble être encore plus robuste. Il n’est pas non plus clair quelle était la densité énergétique de la cellule utilisée pour le test des 9 315 cycles. Pure Lithium indique que sa batterie de génération 1 affiche une densité énergétique de 300 wattheures par kilogramme, tandis que sa génération 2 devrait atteindre 425 Wh/kg.

« Tous les fabricants connaissent très bien [la technologie du lithium métal] », a déclaré Bodoin, faisant référence aux plus de 40 entreprises avec lesquelles la start-up est actuellement en discussions pour mettre à l’échelle sa technologie. « Ce que nous avons fait, c’est la rendre peu coûteuse, et nous avons une très bonne façon de fabriquer notre anode en lithium, un composant de batterie entier en une seule étape grâce à ce procédé appelé électrodéposition. »

La batterie peut être dépourvue de graphite, mais elle n’est pas dépourvue d’anode. Au lieu de cela, la start-up utilise un procédé appelé électrodéposition pour créer son anode en lithium métal. En substance, le métal lithium est déposé directement sur un collecteur de courant en cuivre jusqu’à obtenir l’épaisseur souhaitée, créant ainsi l’anode dans le cadre du processus de fabrication, avait rapporté précédemment S&P Global.

Les fabricants de batteries du monde entier explorent désormais toutes sortes de chimies, tant pour rendre les chaînes d’approvisionnement plus régionales que pour améliorer la technologie sous-jacente. Plusieurs entreprises travaillent sur des anodes en silicium ou en graphite synthétique, tandis que plusieurs start-ups américaines tentent de réduire la dépendance de l’Amérique du Nord vis-à-vis de la Chine avec leurs propres versions des batteries au lithium métal.

Des start-ups américaines Factorial, Solid Power et QuantumScape travaillent elles aussi sur des batteries au lithium métal dépourvues de graphite. Mais leurs approches diffèrent de celle de Pure Lithium. Factorial et QuantumScape poursuivent des électrolytes solides ou semi-solides, tandis que Solid Power développe à la fois des technologies à anode en silicium et au lithium métal autour de son électrolyte solide à sulfure. Pure Lithium, quant à elle, utilise un électrolyte liquide et met une grande partie de son effort sur la manière dont l’anode en lithium métal est produite.

En d’autres termes, plusieurs paris différents sont désormais lancés sur ce qui viendra remplacer la batterie lithium-ion conventionnelle d’aujourd’hui. Seul l’avenir dira laquelle de ces approches sortira vraiment du laboratoire, pourra atteindre une production de masse et, potentiellement, bouleversera le secteur.