Référence : le boom des batteries Li-ion stimule la demande de fluorure

La demande de spath fluor provenant du secteur des batteries lithium-ion devrait dépasser 1.6 million de tonnes d'ici 2030, ce qui représente une part importante de l'ensemble du marché, selon les nouvelles perspectives du marché du spath fluor de Benchmark.

Ce minéral, principalement composé de fluorure de calcium (CaF₂), possède un potentiel allant au-delà de ses utilisations traditionnelles dans les réfrigérants, la sidérurgie et la production d'aluminium. Le spath fluor est principalement produit dans le cadre d'exploitations à ciel ouvert et se décline en deux qualités principales : la qualité métallurgique (metspath) pour la fabrication de l'acier et la qualité acide (spath acide). Le matériau est extrait puis traité par concassage, broyage et tri physique.

L'acide spath nécessite un raffinage chimique supplémentaire pour atteindre 97 % de CaF₂ contenu. Le produit final est vendu sous forme de poudre et transporté sous forme de gâteau de filtration sec ou humide, en fonction des itinéraires d'expédition et du marché final.

Alors que le marché des batteries lithium-ion connaît une croissance massive alimentée par les véhicules électriques et le stockage d'énergie renouvelable, les propriétés du spath fluor trouvent de plus en plus d'applications dans quatre domaines clés :

1. Liant polyfluorure de vinylidène (PVDF) dans les cathodes : Le PVDF, un fluoropolymère dérivé du spath fluor, sert de liant essentiel retenant ensemble les matériaux actifs de cathode. Ses excellentes performances dans les batteries haute tension et sa résistance aux environnements chimiques difficiles le rendent irremplaçable. La demande croissante de cathodes à haute teneur en nickel, avec leur densité énergétique supérieure, augmente encore la consommation de PVDF.
2. Revêtement PVDF sur séparateurs en cellules format pochette : Les cellules de poche, populaires dans l'électronique grand public et les applications de batteries plus petites, utilisent des séparateurs recouverts de PVDF pour améliorer leur stabilité et leur sécurité. Cette application, bien qu’actuellement plus petite que celle des liants cathodiques, connaît une croissance rapide en raison de la popularité croissante des cellules en poche.
3. Hexafluorophosphate de lithium (LiPF₆) électrolyte : LiPF₆ sert de sel électrolytique clé dans les batteries lithium-ion, facilitant le mouvement des ions lithium. Sa production repose en grande partie sur l’acide fluorhydrique (HF), dérivé du spath fluor. La demande croissante de batteries lithium-ion se traduit directement par une augmentation du LiPF₆ et, par conséquent, la consommation de spath fluor.
4. Acide fluorhydrique pour la purification des anodes : Le graphite en flocons naturel, un matériau d'anode courant, contient souvent des impuretés comme la silice. HF joue un rôle crucial dans l’élimination de ces impuretés, améliorant ainsi les performances et la sécurité de l’anode. À mesure que la demande de graphite de haute pureté augmente, la dépendance à l’égard du HF et, par la suite, du spath fluor augmente également.

Cette demande croissante présente des opportunités pour l’industrie du spath fluor. Toutefois, des défis demeurent, selon Benchmark.

• Contraintes d’approvisionnement : La production actuelle de spath fluor est largement concentrée dans quelques pays, ce qui suscite des inquiétudes quant à d’éventuels goulots d’étranglement dans l’approvisionnement. De plus, des réglementations environnementales strictes peuvent entraver le développement de nouvelles mines, resserrant ainsi davantage l’offre. Les nouveaux projets miniers à grande échelle et à haute teneur peuvent nécessiter de grandes quantités de nouveaux capitaux, ce qui peut présenter des défis dans les juridictions présentant un profil de risque élevé.
• Volatilité des prix : Les prix du spath fluor ont toujours été volatils, influencés par des facteurs tels que les tensions géopolitiques et les fluctuations de la demande provenant d'autres secteurs. Cette volatilité peut créer une incertitude pour les fabricants de batteries et entraver la planification à long terme. La diversification de l’offre et l’amélioration de la transparence des prix contribueront à éliminer une partie de l’incertitude sur ce marché critique.
• Préoccupations en matière de durabilité : L'extraction et la transformation du spath fluor soulèvent des préoccupations environnementales, nécessitant des pratiques responsables et l'adoption de technologies d'extraction et de transformation durables. Encore une fois, diversifier l’offre en s’éloignant des producteurs artisanaux – en particulier en Chine – est susceptible d’améliorer les références en matière de durabilité de l’industrie. Cela est particulièrement vrai si une offre supplémentaire peut être financée dans des pays qui disposent déjà d’une industrie minière avancée et sophistiquée.

Malgré ces défis, les perspectives à long terme pour le spath fluor, en particulier le spath acide, sont prometteuses, selon Benchmark. Le rôle crucial qu’elle joue dans la production de batteries lithium-ion, associé à la demande croissante de solutions énergétiques plus propres, stimule l’innovation et les investissements dans l’exploration, la transformation et les pratiques durables.

La Chine domine le marché du spath fluor, représentant plus de 60 % de la production mondiale. Cependant, des sociétés telles que Sigma Lithium Resources au Canada et Tivan en Australie occidentale explorent de nouveaux gisements de spath acide aux teneurs et aux perspectives économiques prometteuses.

Investissements dans les technologies de recyclage pour LiPF₆ et le PVDF pourrait réduire la dépendance au spath fluor vierge à long terme. Benchmark s’attend à ce que le traitement et les déchets en fin de vie des batteries lithium-ion augmentent fortement d’ici 2040.

Des recherches sont en cours pour développer des sources alternatives de fluor, telles que l'acide fluosilicique, afin de réduire la dépendance à l'égard de l'exploitation minière du spath fluor. L'acide fluosilicique est un sous-produit du secteur de l'acide phosphorique et certaines entreprises, comme la société chinoise Do-Fluoride, l'utilisent comme matière première pour la production de HF, à la place du spath acide.

Une forme pure d'acide phosphorique (connu sous le nom de PPA) est un précurseur des cathodes de batteries au lithium fer phosphate (LFP) et l'extraction de phosphate naturel devrait croître de 25 % pour atteindre 278 millions de tonnes d'ici 2030, selon Benchmark.

Benchmark vient de lancer les nouvelles perspectives du marché du spath fluor avec une analyse détaillée de l’offre, de la demande et des prix jusqu’en 2030.

Source à partir de Congrès des voitures vertes

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