Batteries sodium-ion : définition, fonctionnement, autonomie

Tout juste arrivées sur le marché, elles comptent parmi les plus prometteuses et connaîtront une croissance de 600% en 10 ans.

Batterie sodium-ion CATL

Par: Francesco Barontini

Traduit par: Aurélien Attard

24 Jan 2024 à 20:20

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2024 sera l'année des batteries sodium-ion. En fait, elles ont déjà fait leur apparition en 2023, mais dans les mois à venir, de nombreuses entreprises lanceront ce type de batterie sur le marché.

Elles sont intéressantes parce qu'elles fonctionnent de la même manière que les batteries lithium-ion, mais contrairement à ces dernières, elles utilisent des matériaux (comme le sodium) qui sont moins chers et plus faciles à trouver : le sodium est le sixième élément le plus courant sur terre et constitue 2,6% de la croûte terrestre).

Ainsi, elles sont considérées comme les plus prometteuses au monde et devraient connaître une croissance d'environ 600% d'ici à 2033.

Seules les matières premières changent

Les batteries sodium-ion ont une architecture similaire à celle des batteries lithium-ion. Elles possèdent donc les mêmes éléments principaux : la cathode, l'anode, le séparateur et l'électrolyte. Le sodium remplace le lithium dans la cathode, tandis que des mélanges à base de carbone sont toujours utilisés pour la cathode, qui sont généralement obtenus par carbonisation à haute température de biomasse anthraciteuse, de résine phénolique et d'autres substances.

Elles sont faciles à construire

Le premier avantage des batteries sodium-ion est qu'elles peuvent être construites sur le même modèle que les batteries lithium-ion. Peu de modifications sont nécessaires et, par conséquent, l'investissement est faible.

En outre, ce type de batterie présente des performances constantes sur une plus grande plage de températures. Elles fonctionnent correctement de -40 à 80°C. En outre, elles résistent mieux aux flammes, ce qui les rend plus sûres. Les batteries sodium-ion ont également une durée de vie plus longue.

Un problème de poids relatif

Les batteries sodium-ion ont cependant une densité énergétique plus faible. Cela signifie qu'il faut construire des batteries plus grandes et plus lourdes pour obtenir des portées comparables à celles des batteries lithium-ion.

JAC Hua Xianzi

À cela s'ajoute le fait que le sodium a un poids spécifique plus élevé que le lithium. Par conséquent, bien que le sodium et le lithium soient utilisés dans des pourcentages relativement faibles dans les batteries respectives, les batteries sodium-ion sont susceptibles d'être plus lourdes. Cette caractéristique les rend moins attrayantes dans de nombreux domaines d'application tels que, par exemple, les voitures électriques.

Après la Chine, Stellantis s'y intéresse

Les batteries sodium-ion sont déjà une réalité en ce qui concerne les véhicules zéro émission. La première voiture à les utiliser est la Hua Xianzi, une citadine produite par JAC et Volkswagen qui a fait ses débuts sur le marché l'année dernière et qui promet une autonomie de 250 km. Si JAC a devancé tout le monde, de nombreux fabricants et constructeurs automobiles emboîteront le pas.

En premier lieu, CATL et BYD. Le premier travaille sur des cellules de plus en plus avancées, dont la densité énergétique augmente à chaque génération (on est aujourd'hui autour de 160 Wh/kg contre une densité moyenne de 250-300 Wh/kg pour le lithium-ion). Stellantis, qui a récemment signé un accord avec la société française Tiamat pour développer des batteries de ce type pour ses prochaines voitures électriques à petit prix, s'est également lancé dans la course vers ce type de batterie.

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