Ultra-représentées, les batteries au lithium-ion pourraient progressivement se faire doubler par l’émergence des batteries au sodium. Moins chères, plus propres, ces nouvelles batteries seraient l’avenir de l’automobile électrique.

Qu’il s’agisse des téléphones ou bien des véhicules électriques, les batteries en lithium-ion sont les plus populaires sur le marché. Sa fabrication en quantité industrielle et à un coût de production relativement bon marché lui permet d’être très prisé des marques, notamment dans le secteur de l’automobile électrique. Mais cette production à un coût réduit n’est pas sans conséquence au niveau écologique.

La forte hausse des prix du lithium en 2022 a aussi poussé les principaux fabricants de batteries, comme BYD ou CATL, à accélérer le rythme de développement d’autres alternatives comme les batteries sodium-ion. CATL a présenté les dernières innovations à ce sujet au salon de Shanghai le 16 avril.

Le lithium, une matière au cœur des préoccupations

Chaque batterie contient plusieurs kilos de lithium, principalement produits en Australie et au Chili, deux pays qui sont situés loin des pays de production de batteries. Un impact écologique au niveau des transports de la matière, mais également au niveau des mines de lithium. Ces dernières nécessitent une grande quantité d’eau, jusqu’à 2 millions de litres d’eau pour une tonne de lithium. Et comme de nombreuses énergies fossiles, la question de l’épuisement des ressources en lithium finira bien par arriver.

Le désert d'Atacama au Chili recèle des quantités importantes de lithium // Source : ESA / Flickr
Le désert d’Atacama au Chili recèle des quantités importantes de lithium // Source : ESA / Flickr

Pour faire face à ce problème, les ingénieurs ont grandement travaillé et ont pu mettre au point une batterie fonctionnant au sodium. Une alternative intéressante sur de nombreux points, tant sur l’aspect écologique qu’économique, notamment grâce aux avancées technologiques.

Tout d’abord, le sodium est un élément qui est encore plus présent sur la planète : près de 500 fois moins rare que le lithium, alors que les deux éléments sont relativement proches au niveau chimique. Avec une présence plus importante au sein de notre planète et la possibilité de fabriquer des batteries, sans avoir besoin de lithium, de cobalt, de nickel, de graphite ou d’autres matériaux ayant un impact sur l’environnement, le sodium apparaît comme une excellente alternative sur le plan écologique.

Le sodium, une alternative moins chère…

Sur le plan économique, les batteries au sodium-ion sont également les grandes gagnantes. Au fil des années, le prix du lithium a grandement évolué, passant de 18 à 70 euros le kilo. Un coût plus important que celui du sodium, dont la demande est moins forte. C’est une manière de réduire les coûts de fabrication des batteries électriques pour automobiles pour en faire ainsi bénéficier les consommateurs.

Le géant du domaine, CATL, a annoncé en début d’année qu’il industrialiserait des batteries sodium-ion dans le courant de l’année 2023. Faisant partie des principaux fabricants de batteries de voitures électriques, cela signifie que de nombreux véhicules électriques sortis d’usine en 2024 pourraient être équipés d’une batterie au sodium-ion. CATL a d’ailleurs confirmé le 16 avril dernier que certains véhicules du constructeur Chery seront équipés de ces fameuses batteries, un sujet détaillé par nos confrères de Frandroid le 17 avril.

Un autre avantage moins connu de ces batteries repose sur leurs performances à basse température. Là où d’autres chimies de batteries perdent une bonne partie de leur capacité par des températures hivernales, les batteries sodium-ion font mieux. Elles se rechargeraient aussi plus vite dans ces conditions.

Elles sont par contre plus lourdes et moins performantes

Les batteries au sodium-ion ne sont pas exemptes de défauts. Parmi les points négatifs de cette technologie, il y a leur densité énergétique et leur poids.

En ce qui concerne le niveau de performances, les ingénieurs ont fait des progrès dans le domaine, comme c’est le cas avec les batteries lithium-ion actuelles. Ces dernières années, les batteries au sodium-ion étaient perçues comme trop faibles pour pouvoir être installées dans un véhicule électrique. Leur densité énergétique est aujourd’hui assez similaire à celle des batteries lithium-fer-phosphate (LFP) de 2014, elles s’adressent donc en priorité à des véhicules peu performants. CATL a annoncé avoir atteint 200 Wh/kg. Mais le plus intéressant réside peut-être dans d’autres solutions consistant à mélanger les ions sodium et les ions lithium pour augmenter les performances, jusqu’à proposer des batteries avec 500 km d’autonomie.

Au niveau du poids, tout est d’abord une question de chimie : le sodium est un élément entre 3 à 4 fois plus lourd que le lithium. En sachant que le poids d’une batterie de voiture électrique tourne facilement aux alentours de 300 kg selon le nombre de cellules embarquées, cela peut représenter une certaine contrainte pour les constructeurs automobiles sur plan technique.

Déjà plus propre qu’une voiture thermique, la voiture électrique pourrait perfectionner son image de voiture verte avec l’emploi d’une alternative plus saine pour l’environnement, mais également moins onéreuse pour les constructeurs, et de ce fait, pour les futurs acquéreurs d’une voiture électrique. Une nouvelle technologie de batterie qui sera à suivre dans les prochaines années.

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