Adieu lithium ? Pourquoi les géants de la tech misent sur le sodium-ion

Séréna Delange
10 févr.
4 min de lecture

Une alternative prometteuse au lithium

Depuis plusieurs années, les batteries lithium-ion dominent le marché des appareils électroniques et des véhicules électriques. Cependant, leur production pose plusieurs problèmes : coût élevé, extraction polluante, dépendance aux ressources limitées… Face à ces défis, une alternative gagne en popularité : les batteries sodium-ion.

En 2024, plusieurs avancées majeures ont été annoncées dans ce domaine, notamment par CATL, leader chinois des batteries, qui prévoit une production en série dès cette année. Mais cette technologie est-elle prête à révolutionner nos appareils et nos voitures électriques ?

🔬 Sodium-Ion vs Lithium-Ion : quelles différences ?

Les batteries sodium-ion fonctionnent sur un principe similaire aux batteries lithium-ion, mais remplacent le lithium par du sodium (eh oui, il fallait s’en douter), qui est un élément bien plus abondant et moins coûteux à extraire. Voici les principaux avantages et inconvénients :

✅ Moins chères : Le sodium est 500 fois plus abondant que le lithium, ce qui réduit les coûts de production.

✅ Plus écologiques : L’extraction du sodium est moins polluante que celle du lithium, qui nécessite d’énormes quantités d’eau et génère des déchets toxiques.

✅ Sécurité accrue : Ces batteries sont moins inflammables et plus stables, réduisant les risques d’explosion ou de surchauffe.

⚠️ Densité énergétique inférieure : Les batteries sodium-ion stockent encore moins d’énergie que les lithium-ion, ce qui peut limiter leur autonomie pour certains usages.

⚠️ Technologie encore jeune : Même si les avancées récentes sont prometteuses, leur industrialisation à grande échelle reste un défi.

1️⃣ Pour les smartphones et objets connectés

L’industrie des smartphones et objets connectés cherche continuellement des solutions pour réduire les coûts de fabrication tout en améliorant l’impact écologique. Les batteries sodium-ion pourraient jouer un rôle clé, notamment pour les appareils d’entrée et milieu de gamme.

🔹Le lithium représente environ 40 % du coût total des batteries lithium-ion. En remplaçant ce matériau par du sodium, bien plus abondant et moins coûteux, les fabricants pourraient réduire significativement leurs dépenses.

🔹 L’extraction du lithium est énergivore et requiert environ 500 000 litres d’eau pour une tonne extraite. En comparaison, le sodium est plus accessible et son exploitation a un impact environnemental moindre.

🔹En 2023, la société chinoise Jiangsu Fara Battery a présenté une batterie sodium-ion adaptée aux smartphones d’entrée de gamme, avec une autonomie similaire aux modèles lithium-ion actuels. De plus, Realme (filiale d’Oppo) explore cette technologie pour ses futurs modèles abordables.

🔹 Les batteries sodium-ion offrent aujourd’hui une densité énergétique de 100 à 160 Wh/kg, contre 180 à 250 Wh/kg pour le lithium-ion. Cela signifie que, pour le moment, elles ne sont pas idéales pour les smartphones haut de gamme nécessitant une autonomie prolongée.

Cependant, avec l’amélioration des cathodes et anodes (les deux électrodes principales) utilisées dans cette batterie, certains experts prévoient que la densité énergétique des batteries sodium-ion pourrait bientôt atteindre celle des lithium-ion, rendant leur adoption plus large dans l’électronique grand public.

2️⃣ Pour les voitures électriques

Le secteur automobile est sans doute celui où les batteries sodium-ion pourraient avoir le plus d’impact. Face à la volatilité des prix du lithium et aux contraintes d’approvisionnement, plusieurs constructeurs misent déjà sur cette technologie.

🔹 Les batteries représentent actuellement 30 à 40 % du coût total d’un véhicule électrique. Avec des matériaux moins chers et plus disponibles, les batteries sodium-ion pourraient réduire de 20 à 30 % le prix des modèles d’entrée de gamme.

🔹 Avec une densité énergétique moyenne de 160 Wh/kg, ces batteries offrent une autonomie d’environ 250 à 300 km par charge. Elles sont donc particulièrement adaptées aux voitures urbaines et aux véhicules destinés aux marchés émergents.

🔹 Des marques sont déjà engagées :

✅ CATL a annoncé que ses batteries sodium-ion seront intégrées dès 2025 dans des voitures d’entrée de gamme produites par Chery.

✅ BYD, l’un des leaders du véhicule électrique, travaille également sur des modèles équipés de cette technologie, notamment pour ses voitures électriques abordables en Asie.

🔹Bien que moins performantes que le lithium-ion en matière d’autonomie, ces batteries résistent mieux aux basses températures et offrent une meilleure stabilité chimique, réduisant les risques de surchauffe. En parallèle, des avancées sur de nouvelles électrodes à base de fer-manganèse pourraient prochainement améliorer leur capacité énergétique et accélérer leur adoption à grande échelle.

3️⃣ Pour le stockage d’énergie renouvelable

L’un des défis majeurs des énergies renouvelables (solaire et éolien) est l’intermittence : le soleil ne brille pas 24h/24, et le vent n’est pas constant. Le stockage stationnaire d’énergie est donc essentiel pour assurer une alimentation stable du réseau électrique.

Les batteries sodium-ion se présentent comme une alternative idéale pour cette application, grâce à plusieurs avantages :

🔹 Selon des estimations récentes, les batteries sodium-ion pourraient coûter 30 à 50 % moins cher que les batteries lithium-ion pour le stockage stationnaire, car elles utilisent des matériaux abondants comme le sodium, le fer et l’aluminium.

🔹 Alors que certaines batteries lithium-ion atteignent environ 4 000 cycles de charge/décharge, certaines batteries sodium-ion récentes dépassent déjà 5 000 cycles, prolongeant leur durée de vie pour une utilisation stationnaire.

🔹 En Chine, la société HiNa Battery a déjà installé une première batterie sodium-ion de 100 kWh couplée à une ferme solaire dans la province du Jiangsu. De son côté, CATL prévoit des installations à grande échelle pour des projets de stockage d’énergie à partir de 2025.

🔹 Contrairement aux batteries lithium-ion qui nécessitent du cobalt et du nickel (dont l’extraction est coûteuse et polluante), les batteries sodium-ion utilisent des ressources plus accessibles, réduisant ainsi les tensions sur l’approvisionnement mondial.

Si leur capacité énergétique est encore légèrement inférieure à celle du lithium-ion, les progrès technologiques permettent d’envisager un déploiement massif d’ici 2030, notamment pour stabiliser les réseaux électriques alimentés par des sources renouvelables.

🌍 Une révolution en marche ?

Les batteries sodium-ion ne remplaceront pas totalement le lithium-ion dans l’immédiat, mais elles ouvrent la voie à une diversification des sources d’énergie. Avec l’essor des énergies renouvelables et la pression pour des technologies plus durables, cette alternative pourrait bien s’imposer comme un élément clé de la transition énergétique.

Et vous, seriez-vous prêts à adopter un smartphone ou une voiture électrique équipé(e) de cette technologie ?

Le sodium-ion dans mes batteries…