Batteries pour véhicules électriques : l’enjeu de la décennie à venir
Les batteries pour véhicules électriques s’imposent comme le principal enjeu de la décennie à venir pour le secteur de l’automobile électrique.
Malgré les progrès spectaculaires constatés ces dernières années, notamment grâce aux batteries lithium-ion, la batterie reste une limite dans l’évolution et la démocratisation des voitures électriques. Son temps de recharge, son autonomie, son coût élevé mais aussi son empreinte environnementale, sont des problèmes que les chercheurs tentent de résorber au plus vite.
Alternative prometteuse mais encore problématique à bien des égards, la batterie sodium-ion tente de rivaliser avec la batterie lithium-ion. Cette ressource est au cœur de nombreuses recherches à l’échelle internationale. La Chine, le Japon, le Royaume-Uni, les États-Unis et la France sont depuis quelques années dans la course à l’innovation. Mais cette découverte n’est pas nouvelle. Déjà dans les années 1980-1990, des chercheurs se penchaient sur les batteries sodium-ion.
Et si le sodium-ion était l’avenir de la voiture électrique ?
Batteries Sodium-ion : des promesses et des limites
Le remplacement du lithium-ion serait une aubaine pour l’industrie du fait de sa rareté, son coût, et des difficultés rencontrées dans son recyclage. La solution sodium-ion est revenue au cœur des recherches avec la question de la pérennité de l’utilisation du lithium. Ce métal n’est présent que dans certaines régions du monde et avec l’explosion de la demande des batteries pour les voitures électriques.
Contrairement au lithium, le sel est une ressource présente en abondance dans le monde et son extraction est beaucoup plus facile et moins coûteuse.
Les batteries sodium-ion ont un principe de fonctionnement quasi-similaire au fonctionnement des batteries lithium-ion. Cette batterie est constituée de deux électrodes entre lesquelles circulent des ions sodium. Les ions Sodium étant plus épais, l’électrolyte a également été modifié.
Encore au stade de prototype, les batteries sodium-ion développées en laboratoire peuvent déjà se recharger beaucoup plus vite que les batteries lithium-ion. Elles sont annoncées plus durables tout en se montrant 2 à 5 fois plus puissantes par unité de masse ce qui explique sa charge beaucoup plus rapidement que pour les batteries lithium-ion actuelles. Selon les dires des chercheurs, l’opération pourrait être réalisée en seulement 5 minutes !
Considérée comme prometteuse, la batterie sodium-ion présente encore toutefois des limites et non des moindres !
Le problème réside dans la stabilité et le stockage d’énergie. À l’heure actuelle, la quantité d’énergie stockée par unité de masse dans les batteries sodium-ion est encore inférieure de 40% aux batteries lithium-ion. Autre problématique et pas des moindre, les batteries sodium-ion supportent mal les charges à répétition. Au fil des cycles, les batteries sodium-ion développent des cristaux de sel inactifs qui s’accumulent au niveau de la cathode, qui réduisent considérablement la durée de vie de la batterie.
Au stade actuel du développement de la technologie, la batterie sodium-ion semble être plus adaptée aux voitures hybrides, plus exigeantes sur le point de la densité de puissance et moins sur celui de la densité énergétique que les voitures intégralement électriques. L’objectif dans un premier temps est de remplacer les batteries au plomb, néfaste pour l’environnement.
