La nouvelle batterie sodium-ion de CATL fonctionne par -40°C

La Chine atteint de nouveaux sommets dans la diversification de la composition chimique des batteries utilisées dans les véhicules électriques. Le pays est déjà leader dans des sous-catégories de batteries à base de lithium, comme le nickel-manganèse-cobalt (NMC), le nickel-aluminium-cobalt (NCA) et le lithium-fer-phosphate (LFP).

Au début de cette année, l'entreprise publique China Southern Power Grid a même déployé des batteries sodium-ion pour le stockage stationnaire de l'énergie. Aujourd'hui, CATL, le plus grand fabricant de batteries au monde, affirme avoir atteint de nouveaux niveaux de performance dans des conditions météorologiques extrêmes grâce aux batteries sodium-ion.

CATL Batterie sodium-ion

Photo de: CATL

Le rôle des ions sodium est similaire à celui des ions lithium, où les ions porteurs de charge se déplacent entre les électrodes positives et négatives pendant les cycles de charge et de décharge. Des études suggèrent que les batteries sodium-ion pourraient éliminer les caractéristiques gênantes des ions lithium.

Le risque d'emballement thermique est moindre, elles peuvent fonctionner à des températures variées et, surtout, le coût de l'hydroxyde de sodium, une matière première essentielle, est bien inférieur à celui de l'hydroxyde de lithium (Bien que les fabricants de batteries aient réalisé de meilleures économies d'échelle avec les lithium-ions). 

Batteries CATL

Photo de: CATL

Les batteries sodium-ion sont déjà entrées en production en Chine. Les voitures qui les utilisent comprennent la Yiwei EV produite par JAC, soutenue par Volkswagen, et la JMEV EV3. Lors du sommet mondial des jeunes scientifiques, Wu Kai, directeur scientifique de CATL, a déclaré que ses cellules sodium-ion de deuxième génération peuvent se décharger normalement même à -40 degrés Celsius, comme l'ont rapporté plusieurs médias chinois locaux.

Cela signifie que les VE équipés de ces batteries ne perdront pas d'autonomie sous des températures glaciales, ce qui pourrait contribuer à répondre à certaines des préoccupations persistantes concernant les performances des batteries dans des conditions météorologiques extrêmes. Elles seront lancées en 2025 en Chine, et la production de masse devrait commencer en 2027.

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La chaleur et le froid extrêmes sont les deux ennemis des batteries lithium-ion. Par grand froid, les processus chimiques à l'intérieur d'une cellule ralentissent, car les ions lithium ne peuvent pas se déplacer aussi librement qu'à des températures normales. Tout comme l'eau a du mal à s'écouler dans des tuyaux gelés, l'énergie électrique dans une batterie froide se heurte à une plus grande résistance.

Cela se traduit par une autonomie réduite, des temps de charge plus longs et une exposition prolongée à des températures extrêmes qui peut même avoir un impact sur la santé à long terme de la batterie. En théorie du moins, les ions sodium résolvent ce problème car ils sont beaucoup plus résistants.

Batterie Tesla 4680 NCM

Photo de: Tesla

Les cellules 4680 NCM de Tesla dans certains Model Y récents ont une densité énergétique estimée à 296 wattheures par kilogramme, d'après les premiers démontages. Les batteries sodium-ion sont moins denses en énergie. Bien que CATL n'ait pas divulgué la densité énergétique des nouvelles cellules, il semblerait qu'elle vise à atteindre un chiffre de 200 Wh/kg, un objectif difficile à atteindre étant donné que même les batteries LFP n'ont atteint cette marque que récemment.

Cela ne conviendrait qu'aux VE à faible autonomie ou aux modèles d'entrée de gamme. Certains rapports affirment également que les batteries sodium-ion devraient remplacer 20 à 30 % des batteries LFP dans certaines applications.

Une étude publiée dans la National Library of Medicine du gouvernement américain qualifie les batteries sodium-ion d'"étoiles montantes". Des géants de la batterie comme CATL, BYD et le Suédois Northvolt investissent déjà dans le développement de ces cellules de nouvelle génération. Quoi qu'il en soit, une chose est claire : l'avenir de la chimie des batteries n'est pas orienté dans une direction unique, mais englobera probablement un mélange de chimies adaptées à des cas d'utilisation spécifiques.