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type_fiche: fabrication
produit: Batterie
schema: Batterie
version: 1.0
date: 2025-04-22
commentaire: Version initiale
auteur: Stéphan Peccini
sources_communes:
  - Objectif_final_v0-7.pdf §2  (méthodologie de calcul)
  - …
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| Version | Date | Commentaire |
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## Présentation synthétique

La batterie constitue l'élément central d'alimentation autonome des appareils électroniques portables modernes. Ce composant complexe est une cellule électrochimique convertissant l'énergie chimique en énergie électrique via des réactions d'oxydoréduction. Les batteries lithium-ion (Li-ion) et lithium-polymère (LiPo) dominent aujourd'hui le marché de l'électronique grand public, offrant une densité énergétique élevée (jusqu'à 300 Wh/kg) tout en maintenant une durée de vie prolongée (500-1000 cycles). Leur fabrication met en jeu des procédés délicats d'assemblage multicouche impliquant la préparation des électrodes (cathode et anode), leur assemblage avec un séparateur imbibé d'électrolyte, puis leur intégration dans un boîtier scellé intégrant des circuits de protection électronique. L'industrie des batteries représente un marché estimé à plus de 120 milliards de dollars en 2024, avec une croissance annuelle d'environ 12%, soutenue par l'essor de l'électronique portable, des véhicules électriques et du stockage stationnaire d'énergie.


## Composants utilisés

| **Composant** | **Fonction** | **Origine (fiche composant)** | **Part dans le coût total (%)** |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| Cathode (LCO/NMC/NCA/LFP) | Électrode positive, source d'ions lithium | Fiche Lithium/Cobalt/Nickel | 30-40 |
| Anode (graphite/silicium) | Électrode négative, stockage des ions lithium | Fiche Graphite | 15-20 |
| Électrolyte | Transport des ions entre électrodes | Fiche Fluorite | 8-12 |
| Séparateur | Isolation électrique, perméabilité ionique | Fiche Plastiques | 5-10 |
| Collecteurs de courant | Conduction électrique | Fiche Cuivre/Aluminium | 5-8 |
| Boîtier | Protection et confinement | Fiche Aluminium/Acier | 5-10 |
| Circuit de protection (PCM) | Gestion électronique de sécurité | Fiche WaferLogique | 10-15 |
| Connecteurs | Interface électrique | Fiche Connecteurs | 2-4 |

_Note: Les compositions varient selon les technologies (Li-ion, LiPo, LFP). Les batteries NMC et NCA contiennent plus de nickel et moins de cobalt que les batteries LCO traditionnelles, tandis que les batteries LFP utilisent du fer et du phosphate, sans cobalt ni nickel._

```yaml
Fabrication_Batterie:
  EtatsUnis_Fabrication_Batterie:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      Tesla_EtatsUnis_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: Tesla/Panasonic
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        pays_d_origine: États-Unis
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    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 54%
    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: BYD
        part_de_marche: 14%
        pays_d_origine: Chine
      CATL_Chine_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: CATL
        part_de_marche: 34%
        pays_d_origine: Chine
      Gotion_Chine_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: Gotion High-Tech
        part_de_marche: 6%
        pays_d_origine: Chine
  CoreeDuSud_Fabrication_Batterie:
    nom_du_pays: Corée du Sud
    part_de_marche: 26%
    acteurs:
      LG_CoreeDuSud_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: LG Energy Solution
        part_de_marche: 14%
        pays_d_origine: Corée du Sud
      SK_CoreeDuSud_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: SK Innovation
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Corée du Sud
      Samsung_CoreeDuSud_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: Samsung SDI
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Corée du Sud
  Japon_Fabrication_Batterie:
    nom_du_pays: Japon
    part_de_marche: 12%
    acteurs:
      Panasonic_Japon_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: Panasonic
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Japon
      TDK_Japon_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: TDK/ATL
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Japon
  Hongrie_Fabrication_Batterie:
    nom_du_pays: Hongrie
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      Samsung_Hongrie_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: Samsung SDI
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Corée du Sud
  Pologne_Fabrication_Batterie:
    nom_du_pays: Pologne
    part_de_marche: 2%
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      LG_Pologne_Fabrication_Batterie:
        nom_de_l_acteur: LG Energy Solution
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Corée du Sud
```
## Principaux fabricants

<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-FABRICANTS -->
| **Pays d'implantation** | **Entreprise** | **Pays d'origine** | **Part de marché** |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:TABLEAU-FABRICANTS -->

**Unités** : GWh/an

**Total** : 1910

_Note: Capacités et parts de marché estimées pour 2024-2025. Le marché est fortement dominé par la triade Chine-Corée-Japon, avec une prépondérance croissante de la Chine qui continue d'augmenter sa capacité tandis que les fabricants sud-coréens et japonais investissent dans des usines en Europe et aux États-Unis._


## Contraintes spécifiques à la fabrication

| **Contrainte** | **Description** | **Impact sur la production** |
| :-- | :-- | :-- |
| Salles blanches | Environnement contrôlé (classe 1000-10000) | Investissements importants en infrastructure |
| Contrôle d'humidité | Maintien <1-5% d'humidité relative | Équipements de déshumidification spécialisés |
| Sécurité | Risques d'incendie et d'explosion | Systèmes de détection et extinction automatiques |
| Précision d'assemblage | Alignement des électrodes au micron près | Équipements robotisés de haute précision |
| Traçabilité | Suivi complet du processus de fabrication | Systèmes informatiques sophistiqués |
| Revêtements uniformes | Application homogène des matériaux actifs | Machines de couchage spécialisées |
| Tests multiples | Contrôles électriques, physiques et thermiques | Allongement des cycles de production |
| Vieillissement contrôlé | Formation initiale des cellules (20-30 jours) | Espaces de stockage intermédiaire considérables |
| Complexité chimique | Formulations électrolytiques propriétaires | Laboratoires R\&D et contrôle qualité avancés |

_Note: La fabrication de batteries présente des défis significatifs de sécurité, qualité et uniformité, nécessitant des investissements massifs en équipements spécialisés et en contrôle de processus._


## Logistique et transport

- **Normes associées**: UN 38.3 (transport batteries lithium), IEC 62281 (sécurité des piles et batteries au lithium), IATA DGR (règlements marchandises dangereuses)
- **Risques particuliers**: Classées comme marchandises dangereuses (classe 9), risques d'incendie, restrictions sur le transport aérien, sensibilité aux températures extrêmes
- **Solutions techniques**: Emballages certifiés UN, systèmes de protection thermique, indicateurs de choc, états de charge limités (généralement 30-50%) pour le transport, conteneurs spéciaux anti-incendie


## Durabilité et cycle de vie

| **Volet** | **Détail** |
| :-- | :-- |
| Recyclabilité | Taux actuel de 5-10% pour Li-ion, jusqu'à 50% pour technologies plus anciennes; défis majeurs pour la séparation des matériaux et la rentabilité économique |
| Émissions CO₂ | 60-150 kg CO₂e par kWh de capacité produite; l'extraction et le raffinage des matériaux représentent 30-50% de l'empreinte carbone totale |
| Durée de vie | 500-1000 cycles de charge pour Li-ion grand public, 3-5 ans en usage intensif; principales causes de défaillance: dégradation des électrodes et vieillissement de l'électrolyte |
| Réparabilité | Indice 2/10 (très faible); conception monobloc scellée, impossibilité de remplacer des composants individuels, risques de sécurité liés au démontage |


## Matrice des risques liés à la fabrication

| **Impact/Probabilité** | **Faible** | **Moyen** | **Fort** |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** |  | R1 (Approvisionnement matériaux critiques) | R2 (Concentration géographique) |
| **Moyen** | R3 (Défaillances cellules) | R4 (Évolution technologique) | R5 (Recyclage insuffisant) |
| **Faible** | R6 (Obsolescence équipements) |  |  |

**Détail des risques principaux:**

- **R1**: Volatilité et tensions géopolitiques sur l'approvisionnement en lithium, cobalt, nickel et graphite de haute pureté
- **R2**: Dominance de la Chine sur l'ensemble de la chaîne de valeur (matériaux, production, recyclage)
- **R3**: Incidents de sécurité (incendies, fuites) pouvant entraîner des rappels massifs et atteintes à la réputation
- **R4**: Transitions technologiques rapides (Li-ion à état solide, sodium-ion) nécessitant des reconversions d'usines
- **R5**: Insuffisance des infrastructures de recyclage face à la croissance du volume de batteries en fin de vie
- **R6**: Obsolescence accélérée des lignes de production face à l'évolution des formats et chimies de batteries

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*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH -->

## Scénarios critiques projetés

### Scénario 1 : Restriction des exportations chinoises de batteries et matériaux critiques

- **Type**: Géopolitique
- **Impact**: Perturbation de 40-50% des chaînes d'approvisionnement mondiales en 6-12 mois
- **Chaînes affectées**: Électronique portable, véhicules électriques, stockage résidentiel
- **Répercussions**: Augmentation des prix de 30-60%, délais de livraison multipliés par 3-5, accélération des projets de production locaux avec surcoûts de 15-25%

### Scénario 2 : Transition technologique vers les batteries à état solide

- **Type**: Technologique
- **Impact**: Obsolescence de 40-60% des capacités de production de Li-ion conventionnelles en 3-5 ans
- **Chaînes affectées**: Principalement batteries haute performance pour applications exigeantes (VE, aviation)
- **Répercussions**: Investissements massifs en reconversion (100-150 milliards \$ à l'échelle mondiale), consolidation du marché, avantage aux acteurs capables de pivoter rapidement (LG, Samsung, Toyota)


## Points de vigilance sur la cohérence des données

- **Somme des parts de marché des fabricants**: La somme atteint 98% (53.5% + 25.5% + 12.5% + 2% + 2.5% + 2%), suggérant que 2% de la production mondiale est réalisée par de petits fabricants non spécifiquement listés.
- **Cohérence entre acteurs d'un pays et total du pays**: Les totaux sont cohérents pour tous les pays mentionnés, les sommes des parts individuelles correspondant aux totaux indiqués.
- **Variation des coûts**: Les fourchettes importantes pour certains composants (cathode: 30-40%) reflètent les différences significatives entre les technologies (LCO, NMC, LFP), influençant fortement les coûts et la disponibilité des matériaux.
- **Capacités de production**: La capacité totale mondiale (1910 GWh/an) correspond aux estimations pour 2024-2025, mais l'accélération des investissements pourrait modifier rapidement ce chiffre.


## Sources

1. [Battery Industry - Global Battery Market Growth](https://batteryindustry.tech/global-battery-market-size-to-grow-from-89-4-billion-to-124-billion-by-2025/)
2. [IEA - Global Supply Chains of EV Batteries](https://www.iea.org/reports/global-supply-chains-of-ev-batteries)
3. [Benchmark Minerals - China's Control of Battery Supply Chain](https://www.benchmarkminerals.com/membership/china-controls-sway-of-electric-vehicle-power-through-battery-chemicals-cathode-and-anode-production/)
4. [TrendForce - Battery Market Analysis](https://www.trendforce.com/presscenter/news/20230109-11467.html)
5. [US Department of Energy - National Blueprint for Lithium Batteries](https://www.energy.gov/sites/default/files/2022-02/DOE%20National%20Blueprint%20for%20Lithium%20Batteries%202021.pdf)
6. [Nature - Battery Manufacturing Challenges](https://www.nature.com/articles/s41467-020-18114-3)
7. [Science Direct - Sustainable Battery Materials](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118303009)
8. [McKinsey - Battery 2030 Outlook](https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/battery-2030-resilient-sustainable-and-circular)
