Fig.1 Utilisation mondiale du lithium

Introduction

Le lithium constitue actuellement l’élément indispensable pour tous les équipements électriques et électroniques mobiles en permettant aux batteries rechargeables qui les équipent d’être à la fois efficaces et légères. Tiré principalement des lacs salés sud-américains, il pourrait devenir un enjeu stratégique pour les industries de demain: la demande toujours croissante de l’industrie électronique va bientôt se voir concurrencée par l’apparition de l’automobile électrique avec des conséquences inquiétantes pour la biodiversité et les populations autochtones de ces régions fragiles.

La très grande réactivité chimique du lithium l’empêche d’exister à l’état natif dans la nature. On le trouve principalement dans des composés ioniques. Son extraction peut se faire à partir de roches magmatiques, d’argiles (issues de la dégradation de certaines roches volcaniques) et de saumures (vieux lacs salés). Cependant, la production de lithium à partir de saumures s’avérant beaucoup moins coûteuse que l’extraction de minerai, on comprend que cette technique soit privilégiée par les compagnies produisant des composés de lithium. Si cet élément n’est pas rare (il se place au 33ème rang des éléments les plus présents sur Terre), les sites contenant des concentrations suffisantes pour permettre une exploitation rentable sont assez peu nombreux.

Les principales applications se situent dans le domaine des matériaux réfractaires (verre, céramique), des alliages légers et solides (aéronautique) et surtout, en ce qui concerne les TICs (Technologies de l’Information et de la Communication) pour les piles et batteries (cf. figure 1).

Fig.1 Utilisation mondiale du lithium

Zoom sur les batteries

Dans le secteur de l’électronique mobile, l’usage de batteries rechargeables (secondaires) ne fait que croître. En 2004, la consommation de batteries pour les États-Unis et l’Europe était estimée à 8 milliards d’unités. Dans ce marché, la part des batteries contenant du lithium est prépondérante. A ce stade, il faut cependant différencier les batteries principales au lithium et les batteries rechargeables au lithium. Les premières utilisent une cathode en lithium métallique et ne contiennent pas de métaux toxiques; par contre, elles peuvent s’enflammer si la pile, exposée à l’humidité, se corrode. Les secondes ne contiennent pas de lithium sous forme métallique, en revanche elles contiennent un électrolyte toxique et inflammable et un liquide biologique contenant des substances dissoutes. Les principaux éléments entrant dans la composition typique des batteries au lithium rechargeables sont le lithium (dans la forme LiCoO2), l’acier, le nickel, le cuivre, l’aluminium, le carbone, de l’électrolyte et des polymères. L’usage des batteries au lithium rechargeables s’est largement répandu du fait de leur utilisation comme source d’énergie électrochimique dans l’électronique mobile grand public grâce à leurs caractéristiques de légèreté, haute énergie et bonnes performances.

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