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Les batteries au sodium vont-elles bientôt détrôner celles au lithium ?

Crédits : geralt/pixabay

Le géant chinois CATL a récemment dévoilé sa nouvelle batterie sodium-ion affichant des performances tout à fait respectables, notamment dans les environnements froids. Ces nouvelles batteries, dont la commercialisation est prévue en 2023, pourraient intéresser les marchés nordiques.

Les batteries sodium-ion

En 2019, Stanley Whittingham, Akira Yoshino et John Goodenough ont été récompensés par le Nobel de chimie pour leurs travaux sur les batteries lithium-ion. Et pour cause, utilisées depuis plusieurs années dans de nombreux domaines, des téléphones portables aux ordinateurs portables en passant par les véhicules électriques, elles ont révolutionné nos sociétés.

Légères, rechargeables et puissantes, ces batteries présentent néanmoins quelques limites. D’une part, elles sont chères à produire. D’autre part, les matières premières qui les composent se font de plus en plus rares, à l’instar du cobalt, et leur extraction génère énormément de pollution. Alors que le monde se tourne de plus en plus vers les énergies renouvelables pour se libérer des énergies fossiles, nous avons donc besoin d’alternatives bon marché, moins polluantes et tout aussi efficaces.

Depuis plusieurs années, des chercheurs se tournent donc vers les batteries sodium-ion. Si leur chimie diffère, ces batteries fonctionnent comme celles au lithium-ion, générant de l’énergie en faisant rebondir les ions entre une paire d’électrodes dans un électrolyte liquide.

Toutefois, les ions sodium présentent quelques problèmes que les ions lithium n’ont pas. Ces ions sont de plus grande taille et ont tendance à s’accumuler à la surface de l’électrode chargée négativement, la cathode, qui finit par tuer la batterie. Par ailleurs, ces batteries ne contiennent pas autant d’énergie que celles au lithium. C’est pourquoi des dernières ont encore l’avantage, mais pour combien de temps encore ?

Au cours de ces dernières années, des chercheurs ont en effet proposé plusieurs solutions prometteuses à ces problèmes. Certains ont « ajouté du sel supplémentaire » pour que les batteries tiennent plus longtemps, quand d’autres ont intégré de fines couches de cuivre pour augmenter leurs performances.

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Crédits : IsmaelMarder/Pixabay

Une première batterie sodium-ions commercialisée chez CALT

Plus récemment, le géant chinois CATL, qui pèse environ 30 % du marché à l’heure actuelle d’après Clubic, aurait surmonté ces problèmes en utilisant un matériau de carbone dur et poreux pour l’anode et en modifiant la structure d’un autre matériau appelé blanc de Prusse pour réorganiser les électrons.

Résultat : ces nouvelles structures auraient une densité d’énergie allant jusqu’à 160 Wh/kg. On est encore loin de la densité offerte par les batteries au lithium (jusqu’à 285 Wh/kg), mais il y a du progrès. L’objectif de développement de la densité énergétique de la prochaine génération de batteries sodium-ion est de dépasser les 200Wh/kg.

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Crédits : CALT

En outre, CALT assure que ses batteries sodium-ion pourraient être chargées à 80 % en seulement quinze minutes à température ambiante et maintenir 90 % de leur capacité à des températures de -20 °C. À cette fin, CATL affirme que sa nouvelle batterie au sodium est bien adaptée au transport électrique, en particulier dans les régions plus froides. On pense alors aux pays scandinaves où les voitures électriques sont déjà bien implantées.

Selon CATL, qui fournit des batteries pour Tesla, BMW ou encore Hyundai, cette nouvelle batterie au sodium pourrait être commercialisée dès 2023.