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Le CATL chinois a organisé un événement flashy il y a un an et demi pour faire une annonce suffisamment importante pour que Zeng Yuqun, le fondateur et président du plus grand fabricant de batteries au monde, en soit le maître de cérémonie.
Zeng, qui venait de laisser tomber Jack Ma d’Alibaba dans le Bloomberg Billionaires Index, a révélé que CATL travaillait sur des batteries qui utiliseraient des cellules lithium-ion et sodium-ion.
Alors que le sodium est plus abondant et offre des avantages potentiels en matière de sécurité par rapport au lithium, ce dernier est dominant dans les batteries de véhicules électriques.
Les chimies lithium-ion offrent une densité d’énergie supérieure, permettant aux conducteurs de voyager plus loin entre les charges.
Alors que CATL exposait les étapes qu’il prenait vers la commercialisation, le fournisseur massif des constructeurs automobiles, dont Tesla, Geely et BMW, a été battu au poing, du moins jusqu’au stade du prototype.
Le mois dernier, le constructeur automobile chinois JAC a dévoilé une version test de sa voiture électrique Sehol E10X qui utilisait des cellules à ions sodium.
La fourniture des cellules était HiNa Battery Technologies, un petit acteur relativement nouveau sur la scène des batteries en Chine, qui a été fondé en 2017 après des années de travail dans un institut de recherche scientifique.
Le lancement d’un véhicule utilisant les cellules HiNa a amené les experts en batteries à reconsidérer le potentiel des chimies des ions sodium à jouer un rôle dans l’alimentation des futurs véhicules électriques.
BloombergNEF et d’autres sociétés de recherche prévoient que les véhicules électriques seront alimentés presque entièrement par des batteries lithium-ion.
Les batteries sodium-ion peuvent tirer parti des mêmes processus de fabrication que l’industrie lithium-ion, ce qui signifie que les premières pourraient bénéficier des progrès que les secondes ont réalisés au cours de la dernière décennie.
L’utilisation de matériaux et de composants similaires – des électrolytes et des séparateurs aux collecteurs de courant en aluminium – signifie que cette technologie émergente pourrait également bénéficier des économies d’échelle existantes.
Les batteries sodium-ion sont aujourd’hui plus chères que les batteries lithium-ion en raison de faibles volumes et de chaînes d’approvisionnement sous-développées. Mais BNEF voit un potentiel d’économies de matériaux et d’améliorations de la densité énergétique qui fourniraient une voie viable pour que les cellules à ions sodium coûtent la moitié de ce que coûte aujourd’hui le phosphate de fer au lithium.
Ce serait un gros problème. Le phosphate de fer au lithium, ou LFP, est la chimie des batteries lithium-ion la plus courante à l’heure actuelle, en raison d’une préférence croissante des constructeurs automobiles pour son coût inférieur et ses améliorations significatives de la densité énergétique au cours de la dernière décennie.
Le principal défi pour les cellules à ions sodium est leur faible densité d’énergie – les voitures emballant ces cellules aujourd’hui devraient utiliser des batteries plus lourdes pour la même quantité de capacité en kilowattheures.
Les cellules du Sehol E10X utilisent des cathodes sodium fer-manganèse-cuivre et ont une densité d’énergie de 140 wattheures par kilogramme, ce qui réduit à 120 Wh/kg au niveau de la batterie.
C’est 25 % de moins que les batteries LFP actuelles.
D’autre part, les principaux avantages de l’ion sodium incluent une répartition géographiquement plus diversifiée des matières premières. Ils sont également ininflammables et fonctionnent bien à basse température.
Si les batteries sodium-ion pouvaient prendre ne serait-ce qu’une petite partie de la part des batteries lithium-ion, cela pourrait aider à atténuer les problèmes d’approvisionnement en lithium et à réduire les prix globaux des batteries pour les véhicules électriques.
Bien sûr, il existe de nombreux si et hypothèses concernant les coûts des intrants et ce qu’il faudra pour passer à l’échelle. De plus, bien que le prix du lithium ait été volatil, il a suivi une tendance à la baisse au cours des quatre derniers mois.
L’ion sodium devra également rivaliser avec des cibles mobiles, car les batteries lithium-ion s’améliorent à long terme.
En plus de HiNa et CATL, d’autres nouveaux venus dans le domaine des ions sodium incluent le britannique Faradion, qui octroie une licence de technologie au fabricant britannique de batteries AMTE Power ; le suédois Altris ; le français Tiamat et l’américain Natron.
HiNa a peut-être été le premier à faire la une des journaux cette année, mais les analystes de la BNEF s’attendent à d’autres annonces. Selon les rumeurs, le fabricant chinois de batteries Farasis travaillerait sur des batteries sodium-ion pour Jiangling Motors Electric Vehicle, une JV détenue majoritairement par Renault
Alors que le monde de l’automobile peut s’attendre à voir certaines voitures utiliser des batteries sodium-ion, elles sont encore à au moins quelques années d’une échelle significative.
Avec une telle croissance à venir pour la demande de batteries EV, l’ion sodium a le potentiel de compléter les cellules lithium-ion et d’aider à combler les lacunes du marché mondial.