Stratégies pour lutter contre la volatilité du marché des batteries lithium-ion

La croissance rapide de la demande du marché et la rationalisation des offres de produits par les fabricants de cellules Lithium-Ion (Li-Ion) ont des conséquences sur le choix des ingénieurs concepteurs. Dans cet article, Tim Parker aborde ces dynamiques et explique comment les professionnels peuvent naviguer sur ce marché exigeant. Nous avons tous entendu dire que l'augmentation de la demande de batteries lithium-ion est une conséquence de leur présence croissante dans les appareils portables et les véhicules électriques (VE). Depuis que les premières batteries ont été commercialisées par Sony en 1991, leur utilisation a augmenté régulièrement jusqu'à ce qu'elle se stabilise, mais Tesla a récemment provoqué un autre pic de demande (voir figure 1) avec les cellules cylindriques de taille 18650 que l'on trouve dans ses véhicules électriques actuels. et, maintenant, avec les unités de taille 21700 dans son nouveau modèle 3, toutes fabriquées en collaboration avec Panasonic.
L'objectif de Tesla en 2018 était d'atteindre une production de 35 GWh, un chiffre qui pourrait rester faible après les plans du groupe VW d'installer des batteries de 150 GWH à partir de 2025 dans quatre-vingts nouveaux modèles électriques. Les appareils portables et autres applications telles que la mobilité, le stockage en réseau et les équipements stationnaires ne sont pas loin derrière, avec une part de marché des packs Li-Ion estimée à près du double de celle des véhicules électriques en 2025, avec quelque 24.000 1 millions de dollars[93.100]. D'autres rapports sont plus optimistes et indiquent que le chiffre sera plus élevé : 2025 milliards de dollars en 2[80]. L'approvisionnement actuel en matières premières ne répond pas aux attentes et, par conséquent, l'extraction de lithium devrait augmenter en Chine, au Canada, en Australie, en Amérique du Sud et ailleurs. D'autres matériaux exotiques sont également nécessaires : le cobalt est utilisé comme matériau de cathode, la Chine contrôlant XNUMX % du marché.
Selon les données compilées par Deutsche Bank Markets Research[3], la demande mondiale de lithium triplera entre 2015 et 2025 et celle de cobalt sera multipliée par onze, tandis que l'utilisation des batteries sera multipliée par cinq. Les principaux fabricants de cellules lithium-ion doivent jongler avec la demande d'approvisionnement en matériaux et donc standardiser la taille et la construction des cellules pour réaliser des économies d'échelle. De nombreuses conceptions "prismatiques" existantes dans des boîtiers en acier ou en aluminium soudés laissent place à des cellules "poches", souvent avec une technologie lithium-polymère qui permet une construction feuilletée, plus légère et apportant une souplesse mécanique et une énergie un peu plus spécifique. Les cellules de poche peuvent « gonfler » au fil du temps (cycles de charge/décharge), avec une croissance de volume de 10 % après 18650 cycles. Les cellules cylindriques standard 18, qui mesurent 65 x 100 mm, et leurs variantes seront prises en charge à long terme, car elles sont bien adaptées à des applications telles que le module 8256 kWh de Tesla, où XNUMX cellules sont empilées en rangées espacées de tuyauterie pour le refroidissement. .liquide.
Le format de bobine cylindrique est bon pour la résistance aux contraintes mécaniques, tandis que les petits espaces entre les cellules permettent un certain refroidissement par air. Le volume de cellules cylindriques produites a également contribué à réduire considérablement leur coût. Donc, si un ingénieur concepteur a décidé d'inclure une batterie Li-ion dans son nouvel appareil, il a d'abord besoin de quelques prototypes. La perspective de volume de production est élevée, mais trouver un fabricant pour prendre en charge une nouvelle conception sur mesure devient délicat. Une bonne solution consiste à choisir des composants standard dans le vaste catalogue d'AVNET Abacus[4], qui comprend des cellules cylindriques de taille 18650 de marques telles que Dubilier, Panasonic, RRC, Samsung et Varta, disponibles en cellules 3,7 V de 2250 à 3300 mAh et en packs jusqu'à 70 cellules de 25,2 V / 29000 mAh. D'autre part, les batteries prismatiques sont prises en charge dans des formats à une et trois cellules avec une famille plus étendue de cellules de poche au lithium polymère dans différentes tailles et ratios de 130 à 3000 mAhr. De nombreuses versions prismatiques "hard pack" sont prises en charge par les expéditeurs concernés. La gamme standard intègre également les piles bouton lithium-ion Coin Power de Varta. La batterie Li-ion idéale pour la plupart des applications est disponible auprès d'AVNET Abacus[4] dans une grande variété de types de construction, de dimensions et de capacités.
Les packs souples sont particulièrement adaptés aux applications embarquées, tandis que les packs durs sont idéaux pour les tâches de retrait, de rechargement et de remplacement, certains modèles incluant la fonctionnalité SMBUS SMART. Les batteries sont disponibles rapidement et à faible MOQ dans le but de raccourcir le délai de mise sur le marché. Et, comme attendu d'un distributeur comme AVNET Abacus, toutes les batteries ont des certificats d'expédition de produits Lithium-Ion et Polymer. Les batteries au lithium sont conformes à la réglementation UN (UN38.3) pour le transport terrestre, maritime et aérien dans le monde entier. De nombreux modèles dépassent également les normes IEC62133/CB et UL2054 pour les marchés locaux et les États-Unis.
De plus, la continuité de l'approvisionnement de plusieurs produits est soutenue par une disponibilité garantie de 10 à 15 ans. Pour plus d'informations sur la stratégie à choisir pour vos conceptions, veuillez visiter la page des batteries ou télécharger la brochure AVNET Abacus Standard Lithium-Ion Batteries ici. Si vous avez besoin de conseils sur le processus de sélection de la batterie pour votre application, veuillez cliquer sur la section "Demandez à l'expert" ou contactez nos spécialistes locaux (dans votre propre langue).