Nouvelles opportunités d’investissement dans la technologie des batteries

Alors que la demande d’informatique mobile et de voitures entièrement électriques augmente, les limites de la technologie actuelle des batteries constituent un obstacle. Inventée  dans les années 1790 par le physicien italien Alessandro Volta, la batterie électrique a été le cheval de bataille de nombreux gadgets, appareils et machines.

Comme les appareils grand public sont devenus plus petits et leur utilisation ininterrompue avant la recharge plus importante, il est également devenu de plus en plus important que les batteries deviennent à la fois miniaturisées et plus écoénergétiques. Cependant, cela s’est avéré être un obstacle technologique qui, s’il est dépassé, constituera un développement important et rentable pour l’économie de haute technologie de demain.

Technologie de la batterie

Toutes les batteries électriques reposent sur la réaction chimique fondamentale de réduction et d’oxydation (redox) qui peut se produire entre deux matériaux différents. Ces réactions sont logées dans un récipient fermé et scellé. La cathode, ou borne positive est réduite par l’anode, ou borne négative, où l’oxydation se produit. La cathode et l’anode sont séparées physiquement par un électrolyte qui permet aux électrons de circuler facilement d’une borne à l’autre. Ce flux d’électrons provoque un potentiel électrique, ce qui permet un courant électrique lorsqu’un circuit est terminé.

Les piles grand public jetables (appelées piles primaires), telles que les piles de taille AA et AAA produites par des sociétés comme Energizer ( ENR ), reposent sur une technologie qui n’est pas propice aux applications modernes. D’une part, ils ne sont pas rechargeables. Ces piles dites alcalines utilisent une cathode de dioxyde de manganèse et une anode de zinc, séparées par un électrolyte de dioxyde de potassium dilué. L’électrolyte oxyde le zinc dans l’anode tandis que le dioxyde de manganèse dans la cathode réagit avec les ions zinc oxydés pour créer de l’électricité. Progressivement, les sous-produits de réaction s’accumulent dans l’électrolyte et la quantité de zinc restant à oxyder est diminuée. Finalement, la batterie meurt. Ces batteries fournissent généralement 1,5 volts d’électricité et peuvent être disposées en série pour augmenter cette quantité. Par exemple, deux piles AA en série fournissent trois volts d’électricité.

Les batteries rechargeables (appelées batteries secondaires) fonctionnent à peu près de la même manière, en utilisant une réaction d’oxydation de réduction entre deux matériaux, mais elles permettent également à la réaction de se dérouler en sens inverse. Les batteries rechargeables les plus couramment utilisées sur le marché aujourd’hui sont le lithium-ion (LiOn), bien que diverses autres technologies aient également été essayées dans la recherche d’une batterie rechargeable fonctionnelle, y compris l’hydrure de nickel-métal (NiMH) et le nickel-cadmium (NiCd).

NiCd étaient les premières batteries rechargeables disponibles dans le commerce pour une utilisation sur le marché de masse, mais souffraient de ne pouvoir effectuer qu’un nombre limité de recharges. NiMH a remplacé les batteries NiCd et ont pu être rechargées plus fréquemment. Malheureusement, ils avaient une durée de conservation très courte, donc s’ils n’étaient pas utilisés peu de temps après avoir été produits, ils pourraient être inefficaces. Les batteries LiOn ont résolu ces problèmes en se présentant dans un petit conteneur, ayant une longue durée de conservation et permettant de nombreuses charges. Mais les batteries LiOn ne sont pas les plus couramment utilisées dans l’électronique grand public comme les appareils mobiles et les ordinateurs portables. Ces piles sont beaucoup plus chères que les piles alcalines jetables et ne sont généralement pas disponibles dans les tailles traditionnelles AA, AAA, C, D, etc.

Le dernier type de batteries rechargeables que la plupart des gens connaissent est les batteries au plomb-acide liquide, le plus couramment utilisées comme batteries de voiture. Ces batteries peuvent fournir beaucoup d’énergie (comme lors du démarrage à froid d’une voiture), mais contiennent des matières dangereuses, notamment du plomb et de l’acide sulfurique, qui est utilisé comme électrolyte. Ces types de batteries doivent être mis au rebut avec précaution afin de ne pas polluer l’environnement ou de causer des dommages physiques aux personnes qui les manipulent.

L’objectif de la technologie de batterie actuelle est de créer une batterie qui puisse égaler ou améliorer les performances des batteries LiOn, mais sans le coût élevé associé à leur production. Au sein de la famille lithium-ion, les efforts ont été concentrés sur l’ajout d’ingrédients supplémentaires pour augmenter l’efficacité de la batterie tout en abaissant le prix. Par exemple, les   arrangements lithium-cobalt (LiCoO2) se retrouvent maintenant dans de nombreux téléphones cellulaires, ordinateurs portables, appareils photo numériques et produits portables. Les  cellules au lithium-manganèse (LiMn2O4) sont les plus couramment utilisées pour les outils électriques, les instruments médicaux et les groupes motopropulseurs électriques, tels que ceux trouvés dans les véhicules électriques.

Actuellement, il existe des équipes de  capacité  qu’une batterie LiOn classique. Ces batteries «respirent» littéralement de l’air en utilisant de l’oxygène libre pour oxyder l’anode. Bien que cette technologie semble prometteuse, il existe un certain nombre de problèmes technologiques, y compris une accumulation rapide de sous-produits diminuant les performances et le problème de la «mort subite» dans laquelle la batterie cesse de fonctionner sans avertissement.

Les batteries lithium-métal représentent également un développement impressionnant, promettant près de quatre fois plus d’efficacité énergétique que la technologie actuelle des batteries de voitures électriques. Ce type de batterie est également beaucoup moins coûteux à produire, ce qui réduira le coût des produits qui les utilisent. Les problèmes de sécurité, cependant, sont une préoccupation majeure car ces batteries peuvent surchauffer, provoquer un incendie ou exploser si elles sont endommagées. Parmi les autres nouvelles technologies sur lesquelles on travaille, citons le lithium-soufre et le silicium-carbone, mais ces cellules en sont encore aux premières phases de la recherche et ne sont pas encore commercialement viables. Il y a aussi plusieurs développements qui se produisent autour des batteries solaires.

Investir dans la technologie des batteries

Si et quand la technologie des batteries prend son envol dans ces nouvelles directions passionnantes, elle réduira le coût de production de l’électronique grand public et des véhicules électriques tels que ceux produits par Tesla Motors ( gigafactory  » pour non seulement produire plus de véhicules, mais également produire ses propres batteries LiOn en interne, en collaboration avec le géant japonais de l’électronique Panasonic (ADR: PCRFY). En prenant en main le problème de la production de batteries, Tesla a peut-être trouvé un excellent moyen d’obtenir une exposition à l’investissement dans les voitures électriques et la technologie des batteries.

Le marché de la technologie des batteries est quelque peu myope avec les nouvelles technologies, les développements et les partenariats qui propulsent l’industrie vers l’avant. Le rapport « Top 20 des entreprises de fabrication de batteries au lithium-ion 2018 » de Visiongain fournit de nombreuses informations sur le marché de la technologie des batteries et ses principaux fabricants. Les entreprises figurant dans le rapport comprennent les suivantes:

•  Systèmes A123 Inc.
•  Société d’approvisionnement en énergie automobile (AESC)
•  Société de l’industrie aéronautique de Chine (AVIC)
•  BYD Company Ltd.
•  CBAK Energy Technology Inc.
•  Comtemporary Amperex Technology Ltd (CATL)
•  GS Yuasa Corporation
•  Hefei Guoxuan High-tech Power Energy Co., Ltd
•  Hitachi Chemical Co., Ltd.
•  Johnson Controls International Plc.
•  LG Chem
•  Microvast Inc.
•  Panasonic Corporation
•  Batteries Saft
•  Samsung SDI Co. Ltd.
•  TDK Corporation / Amperes Technology Ltd (ATL)
•  Tesla Inc.
•  Tianjin Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.
•  Tianneng Power International Ltd
•  Toshiba Corporation

Les autres noms notables de l’industrie des batteries sont les suivants:

• Arotech Corp ( ARTX ) développe et distribue des batteries au lithium et zinc-air et compte l’armée américaine parmi ses clients.
• PolyPore Inc. ( PPO ) produit des batteries au lithium polymère hautement spécialisées principalement pour des usages industriels et médicaux.
• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) est une société d’énergie alternative qui détient une joint-venture majoritaire   avec Delphi Automotive ( DLPH ) pour créer des solutions de batteries pour véhicules électriques.
• Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) est une société britannique exploitant la nanotechnologie et le graphène pour produire, entre autres, des batteries à base de graphène.
• Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) mène également des recherches pour des applications à base de graphène.
• EnerSys est un  pur jeu  sur piles. Il est actuellement le plus grand fabricant de batteries industrielles au monde.

Il existe également le Global X Lithium & Battery Tech ETF (LIT). ce FNB cherche à suivre l’indice Solactive Global Lithium et offre une exposition à un portefeuille diversifié de sociétés cotées en bourse qui se concentrent principalement sur le lithium, y compris l’extraction du lithium, le raffinage du lithium et l’utilisation du lithium dans la production de batteries. Les principaux titres du FNB LIT en octobre 2018 comprenaient les éléments suivants:

• FMC CORP 18,06%
• ALBEMARLE CORP 17,64%
• SAMSUNG SDI CO LTD 7,40%
• ENERSYS 6,91%
• QUIMICA Y MINERA CHIL-SP 6,62%
• LG CHEM LTD 5,41%
• GS YUASA CORP 4,95%
• PANASONIC CORP 4,60%
• TESLA INC 4,37%
• SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD 4,24%

La ligne de fond

Les batteries pour l’alimentation ont toujours été importantes à l’ère moderne. Cependant, avec l’avènement de l’informatique mobile et des voitures électriques, leur importance ne fera que croître. À l’heure actuelle, par exemple, les blocs d’alimentation par batterie représentent plus de la moitié du coût d’une automobile Tesla.

En raison de leur importance croissante, la recherche sur des batteries rechargeables plus récentes et de meilleure qualité prend de l’ampleur. Les batteries lithium-air et lithium-métal peuvent s’avérer être le progrès qui compte. Si ces technologies finissent par porter leurs fruits, investir dans de grandes entreprises impliquées dans la production de batteries, dans des fabricants de lithium-ion pure-play ou une exposition indirecte via des producteurs de lithium métal peut aider à renforcer les performances futures d’un portefeuille.