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« Tout le monde se démène pour mettre des batteries entre les roues »

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Comme on le voit  Benchmark Magazine.  Benchmark s’est entretenu avec Dan Blondal, PDG du développeur canadien de cathodes Nano One, pour discuter du développement de la production de cathodes LFP en dehors de la Chine.

BenchmarkPouvez-vous expliquer pourquoi il y a maintenant autant d’intérêt pour les batteries au lithium fer phosphate ou LFP ?

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Dan Blondal: Pouvez-vous expliquer pourquoi il y a maintenant autant d’intérêt pour les batteries au lithium fer phosphate ou LFP ? Cela a vraiment décollé lorsque la Chine a cessé d’encourager les alternatives aux cathodes NMC riches en nickel et lorsque les batteries LFP ont commencé à rivaliser avec les NMC en termes de densité énergétique et d’autonomie. La Chine fabrique désormais presque tous les LFP du monde, et c’est leur chimie dominante pour les batteries lithium-ion. Cependant, les derniers brevets clés expirent et LFP est de retour dans le jeu pour l’Amérique du Nord, l’Europe et la région Indo-Pacifique.

Benchmark: Que signifie la loi sur la réduction de l’inflation (IRA) pour la LFP et la chaîne d’approvisionnement des cathodes ? Est-ce que cela a changé votre regard ?

DB Headshot

DB: L’IRA a eu un impact profond sur l’écosystème des batteries à travers le monde. L’injection de capitaux américains et les incitatifs fiscaux dans le cadre de l’IRA sont massifs et ont des effets d’entraînement au Canada, dans l’UE et en Asie. Il a accéléré la planification et donné le feu vert à certains projets importants. Et pourtant, de nombreuses décisions sont suspendues pendant que les parties prenantes – grandes et petites – attendent plus de clarté et pèsent sur les compromis et la mise en œuvre des principes clés de l’IRA, à savoir la création d’emplois, la sécurité nationale et l’environnement. Cependant, Nano One a mis ses plans en œuvre avant l’introduction de l’IRA et nos perspectives restent les mêmes. Nous pensons que nous pouvons être compétitifs en termes de coûts par rapport aux acteurs étrangers tout en répondant simultanément aux impératifs environnementaux, aux chaînes d’approvisionnement amicales et à la nécessité d’un déploiement rapide. Notre procédé monopot permet cela pour les matériaux cathodiques riches en nickel, manganèse et fer et nous considérons LFP comme notre popportunité à court terme, en utilisant notre usine de Québec comme rampe de lancement commercial et le monde comme marché cible.

Benchmark: Qu’est-ce qui vous fait penser que la LFP peut se faire en dehors de la Chine ?

DB Headshot

DB: Les matériaux cathodiques LFP peuvent certainement être fabriqués en Amérique du Nord et dans d’autres régions, mais ils doivent être plus propres, plus écologiques, plus légers et plus rapides. Et ils doivent être moins chers. Cela nécessitera de l’innovation et de la collaboration.

Chez Nano One, notre procédé mono-pot est une plate-forme de production flexible pour une large gamme de matériaux cathodiques, et nous l’utilisons pour changer la façon dont le LFP est fabriqué ainsi que les cathodes à base de nickel et de manganèse, connues sous le nom de NMC et LNMO. Il élimine les déchets et les gaz à effet de serre générés en Chine, réduit la complexité de la fabrication, se dissocie de leurs chaînes d’approvisionnement et, plus important encore, il est également compétitif en termes de coûts. Et en nous associant à des acteurs importants partageant les mêmes idées, nous pouvons établir des chaînes d’approvisionnement sécurisées et concevoir des usines qui peuvent être octroyées sous licence à un grand nombre et rapidement adaptées pour répondre à la demande projetée.

En fait, les premières tonnes de LFP ont fait leur apparition au Canada en 2005, grâce à l’inventeur original, le Dr Goodenough, à d’autres innovations à Hydro Québec et à l’Université de Montréal, et à leur premier titulaire de licence, Phostech Lithium, à Candiac, au Québec. L’usine Phostech est devenue détenue et exploitée par Johnson Matthey Battery Materials Canada, que nous avons acquise en 2022 comme rampe de lancement pour notre LFP monopot.

L’installation de Candiac de Nano One est la seule usine LFP en dehors de l’Asie et elle est actuellement remise en service pour le LFP monopot. L’équipe possède plus de 10 ans d’expérience opérationnelle et de mise à l’échelle dans la production de LFP pour les clients automobiles de premier plan. Nous avons des permis en place et des plans d’expansion en cours pour en faire la démonstration à plus grande échelle. Candiac a littéralement accéléré nos plans de  commercialisation de plusieurs années et nous a donné une formidable longueur d’avance dans la course à la montée en puissance de LFP.

Benchmark: Le Canada a évidemment une longue histoire dans le domaine des batteries et des minéraux critiques, qu’est-ce qui motive cela ?

DB Headshot

DB: Emplacement, emplacement, emplacement. Le Canada a la chance d’être le voisin nordique des États-Unis, riche en ressources, et doté d’un accord de libre-échange solide et de longue date. Les deux pays disposent d’une chaîne d’approvisionnement automobile intégrée et les États-Unis constituent la plus grande économie mondiale, en transition rapide vers une énergie propre. Le Canada a accès à une énergie propre et renouvelable à faible coût contenant des minéraux essentiels dans notre cour. Nous disposons d’une main-d’œuvre hautement instruite, de politiques d’immigration cruciales, d’un cadre d’exploitation minière responsable et de normes environnementales de classe mondiale. Notre gouvernement dispose de programmes enviables qui soutiennent les entreprises dans l’innovation à un stade précoce , dans le redoutable déficit de commercialisation, dans le financement de projets et dans le développement des exportations, tout en attirant les investissements étrangers.

Et nous avons le Québec, qui investit dans l’écosystème des batteries depuis plus longtemps que quiconque, sauf le Japon. Et l’Ontario, avec son secteur de fabrication automobile bien établi et intégré. Et ma province natale, la Colombie-Britannique, où une culture entrepreneuriale florissante a conduit à la commercialisation des toutes premières batteries au lithium-ion et piles à combustible, qui ont catalysé des programmes universitaires de classe mondiale et des chercheurs pionniers d’un océan à l’autre.

Benchmark: La production et les investissements de cathodes continuent d’être concentrés en Asie, en particulier en Chine. Quels sont les principaux défis pour l’Europe et l’Amérique du Nord dans le développement de la capacité de soutenir leurs chaînes d’approvisionnement ?

DB Headshot

DB: La Chine domine certainement la production de batteries et de cathodes et contrôle une grande partie de la chaîne d’approvisionnement qui l’alimente. Les investissements y ont été très stratégiques au cours de la dernière décennie, dépassant ceux de partout ailleurs dans le monde et leur conférant une domination considérable dans le secteur. Cela n’est nulle part plus évident qu’avec les batteries LFP, où la Chine contrôle 99 % des cathodes LFP dans le monde, ce qui représente 60 % du marché des batteries.

Il est extrêmement difficile d’imiter cela en Europe et en Amérique du Nord, où tout le monde se démène pour mettre des batteries entre les roues et s’appuie sur l’expertise et les chaînes d’approvisionnement asiatiques. Cela se produit alors que les pays tentent de développer et de mettre en œuvre des solutions, des matériaux, du raffinage et de l’exploitation minière de batteries, de matériaux, qui doivent à terme rivaliser avec les chaînes  d’approvisionnementwpml_nbspavec 10 ans d’avance. Il est évident que les pays doivent investir des milliers de milliards comme la Chine l’a fait, mais le plus gros du travail et les opportunités concurrentielles résident dans le fait de le faire mieux, à moindre coût et avec une empreinte environnementale beaucoup plus légère. Nous bénéficions du recul, ce qui constitue l’avantage du second venu, mais nous devons rationaliser l’extraction des ressources tout en acceptant la technologie, ses promesses et ses risques. Nous devons le faire collectivement et avec détermination, nous devons être les gardiens de notre environnement et de nos précieuses ressources, et nous devons le faire à grande échelle – des échelles qui nous feront penser comme l’industrie pétrochimique. Pour reprendre une merveilleuse expression de notre partenaire Rio Tinto : commencez petit, voyez grand, allez vite.

Benchmark: En parlant de Rio Tinto, ils ont réalisé un investissement stratégique dans Nano One en 2022 et vous avez ajouté un autre partenariat en 2023 avec le pionnier des batteries LFP basé au Michigan, Our Next Energy (ONE). Comment voyez-vous ces relations ?

DB Headshot

DB: Il est intéressant de noter que le fer est essentiel à la fabrication du LFP. La Chine est le seul pays à disposer de quantités massives de résidus de sulfate de fer – un sous-produit industriel – qu’elle utilise pour produire du LFP, ce qui entraîne de nombreux inconvénients environnementaux. En tirant parti des poudres de fer-métal de qualité automobile de classe 1, fabriquées au Canada et facilement disponibles, de notre partenaire stratégique, Rio Tinto, nous développons une chaîne d’approvisionnement en fer pour LFP qui est alimentée par une énergie renouvelable, sans sous-produits inutiles ni eaux usées. . C’est plus propre, moins cher et nous pensons que c’est le chemin le plus rapide vers la conformité IRA et un LFP 100 % fabriqué en Amérique du Nord. C’est la vision qui a réuni Rio Tinto et Nano One. Notre partenariat avec Our Next Energy, basé au Michigan, s’inscrit parfaitement dans ce plan, car leurs origines A123 leur donnent l’expérience locale de développement et de production dont l’Amérique a tant besoin. Ils développent des batteries LFP à haute densité énergétique et à longue portée, et nos stratégies d’expansion sont alignées sur les leurs en matière de développement du marché nord-américain. Nous remettrons en service l’usine de Québec pour le LFP monopot plus tard cette année et commencerons l’évaluation et la qualification avec nos partenaires. Nous pensons que cela atténuera l’incertitude de la chaîne d’approvisionnement, répondra aux impératifs de localisation et permettra aux équipementiers automobiles et au stockage d’énergie renouvelable de remplir leurs mandats de zéro émission nette grâce à l’adoption rapide et à grande échelle du LFP.

Benchmark: Nano One a également annoncé des partenariats de développement conjoints avec Umicore et BASF. Quel était le but de ces transactions ?

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DB: Ces collaborations sont importantes pour nous. Nos efforts avec Umicore et BASF visent à fabriquer les formulations exclusives de chaque partie de matériaux cathodiques à base de nickel et de manganèse en utilisant le procédé mono-pot de Nano One. Nous visons à réduire les coûts, la complexité, l’empreinte environnementale et l’intensité énergétique et, plus que jamais, à tirer parti des intrants locaux et à réduire la dépendance à l’égard de chaînes d’approvisionnement incertaines. Le fait de disposer de programmes de développement NMC et LNMO avec de grands acteurs mondiaux du secteur diversifie nos perspectives commerciales et démontre la flexibilité de notre processus unique ainsi que le potentiel de licence et de collaboration. Des résultats positifs pourraient conduire à des projets pilotes, à des licences et à une production commerciale, et nous sommes encouragés par le travail en cours.

Benchmark: Au cœur de tout cela, vous revenez toujours à la réduction du gaspillage et de la complexité. Pouvez-vous développer? Où se produit la plupart de ces phénomènes et comment cela peut-il changer ?

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DB: Les déchets se présentent sous forme d’énergie, de produits chimiques, d’eau, de logistique de transport et d’utilisation des terres. Lorsque cette industrie  commencé son parcours commercial à la fin des années 80, les volumes de production étaient faibles et les déchets qui en résultaient étaient négligeables, ce qui ne suscitait aucune inquiétude. Cependant, ces procédés n’ont pas été conçus avec les volumes nécessaires pour un avenir carboneutre, un avenir qui nécessitera un demi-milliard de tonnes de capacité cathodique. À mesure que les chaînes de production deviennent plus grandes, plus longues, plus larges et plus rapides, le volume de matériaux expédiés, les exigences en matière d’utilisation des terres et les déchets générés deviendront des obstacles majeurs à la croissance, en particulier à mesure que la production se déplace vers des juridictions appliquant des normes environnementales plus strictes – et c’est là que réside l’opportunité générationnelle que Nano One vise à saisir.

Benchmark: Pouvez-vous nous rappeler les bases du gaspillage de batteries ?

DB Headshot

DB: Les matériaux actifs de cathode sont fabriqués principalement en Chine, à partir de matières premières de sulfate métallique qui sont chimiquement transformées en précurseurs métalliques mixtes, connus sous le nom de matériau actif de cathode précurseur, ou PCAM. Le besoin de ces sulfates métalliques et la logistique coûteuse de leur transport obligent l’industrie à colocaliser ses raffineries et ses installations de traitement avec la production de PCAM, ce qui complique les relations avec la chaîne d’approvisionnement, limite les endroits où ces installations peuvent être construites et s’avère très difficile à autoriser. .

En effet, le processus PCAM génère de grandes quantités d’eaux usées et de sous-produit de sulfate de sodium, où le sulfate seul est 3 fois plus gros que le flux de produit. Les déchets sont encore plus importants lors du recyclage.

Alors que les déchets de sulfate sont traditionnellement réutilisés dans les détergents, les engrais et les matériaux de construction, les excès de production de PCAM vont submerger ces marchés. Sa solubilité l’empêche d’être mis en décharge partout, sauf dans les endroits les plus secs de la planète, et son élimination dans les rivières et les océans n’est pas une option évolutive. Le recyclage du sulfate de sodium en soude caustique et en acide sulfurique est d’un coût prohibitif en termes de CAPEX et d’intensité énergétique. Cela ne correspond pas aux ambitions mondiales de zéro émission nette d’ici 2050 et ne correspond pas à la manière dont nous souhaitons utiliser nos précieuses ressources énergétiques, la terre et l’eau. Le PCAM est ensuite mélangé avec du carbonate ou de l’hydroxyde de lithium et traité thermiquement en poudres cathodiques avant que les revêtements ne soient appliqués lors d’un traitement thermique final. Le traitement thermique est énergivore, lourd en CAPEX et domine l’empreinte physique de l’usine. Chaque four a la taille d’un terrain de football, des dizaines seront nécessaires pour chaque ligne de batteries de VE et il faut des jours pour cuire les matériaux.

Benchmark: Comment les processus de Nano One abordent-ils ces problématiques ?

DB Headshot

DB: Le procédé mono-pot de Nano One est intrinsèquement flexible et permet de fabriquer la cathode à partir d’une gamme de matières premières sans sulfate facilement disponibles, qui représentent un cinquième du poids d’expédition des sulfates et utilisent une fraction de l’eau sans sulfate d’ici là. -produit. Cela élimine le besoin de colocaliser les raffineries avec la production de cathodes, facilite l’obtention des permis et permet une fabrication distribuée sur des terrains plus petits, offrant ainsi des avantages environnementaux, économiques, de sécurité et de partenariat considérables par rapport aux méthodes existantes.

Dans le procédé mono-pot, tous les réactifs (lithium et matériaux de revêtement inclus) sont combinés dans un seul réacteur à température et pression ambiantes et laissés réagir. La boue résultante est séchée et, comme elle est déjà lithiée, elle peut être traitée thermiquement rapidement à l’aide de fours plus petits, plus efficaces et plus productifs. La simplicité du one-pot permet de réduire les CAPEX et les OPEX en éliminant les étapes de processus, la gestion des eaux usées et la génération de tous déchets de sulfate. Les revêtements se forment également simultanément avec les structures monocristallines pour une durabilité améliorée et une empreinte environnementale réduite.

Le monopot permet la production de cathodes à partir de diverses matières premières métalliques pour batteries, y compris directement à partir de poudres métalliques sans sulfate de classe 1 telles que le fer et le nickel – et les apports de lithium peuvent être sous forme de carbonate ou d’hydroxyde. Cette flexibilité permet un approvisionnement plus localisé et élimine le besoin de conversions en amont des métaux en sulfates métalliques et du carbonate de lithium en hydroxyde de lithium, réduisant ainsi les investissements en infrastructures, la logistique et les GES associés.

Benchmark: Enfin, on parle de batteries à semi-conducteurs, de batteries sodium-ion et d’autres mesures qui remplaceront les batteries lithium-ion traditionnelles. Nano One travaille-t-il sur des matériaux de batterie de nouvelle génération ?

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DB: Ces technologies sont indispensables et nous les accueillons toutes, mais elles ne remplaceront pas les batteries lithium-ion. Au contraire, ils répondront à un ensemble de plus en plus large de besoins en matière de stockage d’énergie, complétant et, espérons-le, allégeant le fardeau mondial pesant sur le lithium-ion et ses chaînes d’approvisionnement. Nous avons fait nos preuves en matière de reconnaissance et de leadership à long terme des tendances en matière de matériaux de batterie et nos équipes, en Colombie-Britannique, ont une expérience reconnue. et le Québec, collaborent et innovent continuellement pour réduire les déchets, les émissions, la complexité et les coûts en transformant les processus et les chaînes d’approvisionnement afin qu’ils puissent être mis à l’échelle et rendus durables pour un avenir carboneutre.

 

Clause de non-responsabilité:

Cet entretien est fourni à titre informatif uniquement et est basé sur les opinions et interprétations de la direction de Nano One Materials Corp. (« Nano One » ou la « Société ») à la date à laquelle ces informations sont fournies.   Aucune des informations ou analyses présentées n’est destinée à constituer la base d’une décision d’investissement, et aucune recommandation spécifique n’est prévue. En conséquence, cela ne constitue pas un conseil ou un conseil en investissement ou une sollicitation d’investissement dans un titre quelconque. This interview may contain forward-looking statements and cannot be a guarantee of future results or events. Les déclarations prospectives sont soumises à des risques, incertitudes et autres facteurs connus et inconnus qui peuvent faire en sorte que les résultats, performances ou réalisations réels de la Société ou de ses technologies et les avantages qui en découlent, ou la demande anticipée du marché mondial soient sensiblement différents de ceux exprimés. ou implicite par ces déclarations prospectives. La Société ne pourra être tenue responsable de toute perte ou dommage direct ou consécutif découlant de l’utilisation des informations fournies ici. Cela inclut, sans s’y limiter, toute interprétation, confiance ou autre utilisation de ces informations, ainsi que toute inexactitude, omission ou erreur typographique. La Société ne s’engage aucunement à mettre à jour tout énoncés prospectifs qui sont incorporés par référence aux présentes, sauf si les lois sur les valeurs mobilières applicables l’exigent. Toute action entreprise à la suite des informations fournies ici est à vos propres risques.

Article posted with permission from Benchmark Mineral Intelligence from their “Benchmark Magazine Q2 Review 2023” edition.  For more visit: www.benchmarkminerals.com.

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