Quels sont les avantages des batteries sodium-ion ?

Moins chères, les batteries sodium-ion sont prêtes à être installées dans les véhicules électriques de demain.

Le batterie agli ioni di sodio studiate all'Università di Warwick

Par: Francesco Barontini

Traduit par: Aurélien Attard

6 Oct 2021 à 14:12

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Depuis plusieurs années, de nombreuses firmes sont à la recherche de la batterie parfaite, celle qui parviendrait à la fois à préserver l'environnement, utiliser des matières premières bon marché et garantir d'excellentes performances.

La technologie sodium-ion semble se rapprocher le plus de cet objectif. Le dernier projet en date dans ce domaine a été présenté cet été par le géant chinois CATL, qui détient actuellement 32,5% de l'ensemble du marché des batteries pour véhicules électriques.

Quelques semaines plus tard, le ministère de l'Industrie a donné son feu vert pour leur commercialisation. Le groupe et le gouvernement chinois s'accordent à dire que, grâce aux progrès réalisés, ce type de batterie sera en mesure de corriger les défauts aperçus lors des premiers essais, notamment ceux liés à la sécurité.

Un défi depuis plus de quarante ans

Pour être plus précis, les batteries sodium-ion ne datent pas d'hier. Dès les années 1970, elles ont fait l'objet de recherches avant d'être abandonnées au profit des batteries lithium-ion, dont le succès commercial a éclipsé tous les projets parallèles.

Mais aujourd'hui, les batteries lithium-ion sont en fin de cycle. Très coûteuses pour la production à grande échelle, ces batteries utilisent aussi des matières premières qui sont de plus en plus difficiles à trouver. C'est pourquoi les grandes firmes se sont de nouveau intéressées au sodium-ion.

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Des problèmes à résoudre

Depuis toujours, on cherche à trouver le meilleur compromis entre stabilité chimique et densité énergétique. Si une batterie est chimiquement stable, les risques de surchauffe sont fortement réduits mais elle a tendance à perdre en densité énergétique, c'est-à-dire en quantité d'énergie pouvant être stockée. Et cela affecte inévitablement les performances du véhicule, y compris son autonomie.

Jusqu'à présent, les batteries lithium-ion incarnent la meilleure solution, avec des améliorations apportées chaque année. Mais certains commencent à regarder ailleurs, et pas seulement du côté des semi-conducteurs.

L'avantage du sodium

Les batteries sodium-ion ne sont pas encore en mesure d'offrir une meilleure alternative au lithium, mais leur utilisation permettrait au moins de résoudre le problème de rareté des matières premières. Sur Terre, on trouve 300 fois plus de sodium que de lithium, et cette abondance diminue son coût. En outre, le marché du sodium est considéré comme plus stable et à l'abri des fluctuations qui ont affecté le lithium ces dernières années.

Les automobilistes y trouvent également leur compte : on estime que ces batteries pourraient coûter 30 à 50% moins cher que les batteries bon marché actuellement en circulation.

Mais on revient à l'éternel problème de densité énergétique, qui serait inférieure à celle d'une batterie lithium-ion moyenne. Les performances à basse température et la durée de vie sont certes meilleures, mais cela reste un inconvénient pour les acheteurs maintenant que la priorité est d'augmenter le kilométrage.

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La nouvelle batterie CATL

La nouvelle batterie présentée par CATL a une densité énergétique de 160 Wh/kg, ce qui est dans la moyenne des batteries actuellement en circulation, qui ont une densité énergétique allant de 140 à 240 Wh/kg.

Ce type de batterie nécessite néanmoins l'introduction d'une chaîne d'approvisionnement entièrement nouvelle. CATL entend mettre en place ce système d'ici 2023 et sera accompagné par d'autres entreprises telles que HiNa Battery Technology, qui prévoit un projet similaire pour les années à venir.

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