Bien que le magnésium soit moins cher, plus abondant et potentiellement plus sûr que le lithium, d’importantes considérations pratiques restent à prendre en compte avant que les batteries au magnésium ne deviennent plus courantes dans les véhicules électriques.
Ces dernières années, le lithium est devenu l’un des métaux les plus essentiels à la transition électrique mondiale.
Cela est principalement dû à son utilisation généralisée dans les véhicules électriques (VE), via les batteries lithium-ion. Ceux-ci offrent une densité énergétique élevée, une structure légère et une capacité de charge rapide, ainsi qu’une longue durée de vie, qui prennent en charge l’autonomie et les performances modernes.
En tant que tel, il est devenu essentiel pour réaliser des progrès généralisés et pratiques dans l’électrification automobile.
Cependant, le lithium continue de faire face à des défis structurels vitaux à long terme en matière d’approvisionnement, ce qui a conduit davantage de producteurs de véhicules électriques à envisager d’autres alternatives comme le manganèse et le magnésium.
Pourquoi le magnésium ?
Le magnésium, un autre métal essentiel pour les véhicules électriques et les batteries de stockage d’énergie, pourrait potentiellement constituer une alternative clé au lithium dans les véhicules électriques.
En effet, il est moins cher, on le trouve en abondance dans le monde entier et il stocke également plus d’énergie. Il est également considéré comme plus sûr que le lithium, car il ne forme pas de pointes acérées appelées dendrites qui provoquent parfois un court-circuit ou un incendie des batteries au lithium.
Une batterie au magnésium peut également contenir plus d’énergie dans un espace plus petit, ce qui pourrait présenter des avantages significatifs en termes de taille et d’efficacité pour les constructeurs de véhicules électriques qui souhaitent fabriquer des véhicules plus compacts.
C’est également l’un des éléments les plus courants trouvés à la fois dans l’eau de mer et dans le sol, ce qui pourrait aider les fabricants à contourner les contraintes potentielles d’approvisionnement en lithium.
Les ions magnésium transportent également le double de la charge des ions lithium, à une charge de +2, ce qui peut aider à prendre en charge une capacité volumétrique plus élevée, permettant un stockage d’énergie plus compact et plus dense en énergie pour les véhicules électriques et d’autres appareils.
La Chine produit l’écrasante majorité du magnésium mondial, représentant environ 87 à 95 % du magnésium primaire mondial en 2025, soit entre 830 000 et 950 000 tonnes métriques, selon Elements de Visual Capitalist.
Cela provient principalement de vastes réserves de dolomie, les plus grandes réserves de magnésium se trouvant dans la province du Liaoning.
Le deuxième producteur de magnésium est Israël, qui extrait le métal principalement de la mer Morte. La Russie et le Brésil sont d’autres grands producteurs, avec des réserves clés de magnésium situées à Satka et Brumado.
Le manganèse apparaît également comme un support pour les batteries au lithium, plutôt que comme un remplacement complet. Cela est dû au fait que les batteries au manganèse ont une densité énergétique beaucoup plus faible et ne sont pas facilement rechargeables des centaines de fois. Ils fournissent également une tension plus faible.
En tant que tels, ils fonctionnent bien pour prendre en charge les systèmes au lithium dans les configurations hybrides, mais échouent en cas de forte demande de puissance.
Pourquoi les approvisionnements en lithium sont inconstants
L’un des plus grands défis auxquels est confronté l’approvisionnement en lithium est la lenteur des délais de projet. En effet, l’ouverture d’une nouvelle mine de lithium prend en moyenne 16 à 18 ans, de la découverte initiale à la première production. Cela est principalement dû aux règles complexes en matière de permis, aux droits d’exploration et aux problèmes de financement dans de nombreuses régions du monde.
L’extraction de roches dures produit également d’importants déchets et l’extraction de saumure consomme de grandes quantités d’eau dans les régions arides où l’on trouve habituellement le lithium. Cela conduit également à une surveillance plus minutieuse de la part des communautés locales et des groupes environnementaux.
De même, en raison de l’effondrement récent des prix du lithium, suite à une offre excédentaire antérieure, les budgets d’investissement minier et d’exploration ont maintenant quelque peu diminué. Cela menace considérablement le pipeline de production future et la transition verte mondiale.
La majorité du lithium est également concentrée en Australie et dans le « Triangle du lithium » d’Amérique du Sud, tandis que la Chine contrôle une partie importante de la capacité de raffinage nécessaire à la fabrication de matériaux de qualité batterie.
Des batteries au magnésium ?
Actuellement, la plupart des batteries au magnésium sont encore en phase de test par des entités comme l’Université de Waterloo.
Cependant, certains grands constructeurs automobiles développent et expérimentent de plus en plus d’alternatives riches en magnésium ou dopées au manganèse, comme les cellules riches en lithium-manganèse ou LMFP ou la chimie du magnésium à long terme.
MG (SAIC Motor) a récemment déployé une nouvelle technologie de batterie SolidCore semi-solide au lithium-manganèse-oxyde (LMO) dans des modèles comme le MG4 EV Urban, qui devrait arriver sur les marchés britannique et européen d’ici la fin de 2026.
General Motors et LG Energy Solution visent actuellement un lancement commercial d’ici 2028 pour les cellules de batterie avancées riches en lithium et manganèse (LMR). Ceux-ci utilisent une teneur élevée en manganèse pour réduire les coûts et augmenter la densité énergétique des futurs camions et SUV électriques.
De même, Toyota a également financé des recherches à long terme visant à remplacer la chimie standard du lithium par des alternatives au magnésium de haute capacité. Cependant, on ne sait toujours pas quand les véhicules utilitaires pourraient utiliser cette technologie, car les chercheurs attendent toujours une stabilisation électrolytique plus poussée.
Great Wall Motor utilise également la technologie de moulage de magnésium semi-solide pour réduire le poids des composants, tandis que Tesla a intégré des composants sélectifs en alliage de magnésium dans les modèles 3 et Y.
Pourquoi les batteries au magnésium ne sont pas encore aussi répandues
Même si les batteries au magnésium suscitent aujourd’hui davantage d’intérêt en tant qu’alternatives potentielles au lithium, des défis importants restent à relever avant de pouvoir être adoptées à grande échelle.
L’un des principaux inconvénients du magnésium est la lenteur du mouvement des ions, ce qui signifie que les particules de magnésium se déplacent plus lentement à l’intérieur des matériaux de la batterie.
Cela entraîne des temps de charge très lents et une faible puissance lors d’accélérations rapides, ainsi que de mauvaises performances par temps froid. Ces facteurs pourraient rendre beaucoup plus difficile pour les batteries au magnésium d’égaler les batteries EV au lithium à charge rapide et haute puissance.
Trouver un liquide, un solide ou un électrolyte qui permet au magnésium de se déplacer facilement sans se décomposer est également difficile à l’heure actuelle, car les électrolytes qui réussissent à déplacer efficacement les ions magnésium finissent par corroder les composants internes de la batterie.
De même, trouver un matériau cathodique capable de résister à l’insertion et à l’élimination d’ions magnésium sans se décomposer reste incroyablement complexe.
