La technologie des batteries occupe désormais une place centrale dans la transition énergétique mondiale, alors que les gouvernements accélèrent leurs efforts pour remplacer les combustibles fossiles. Si les systèmes lithium-ion restent dominants dans les véhicules électriques comme dans le stockage d’énergie, un nouvel concurrent attire de plus en plus l’attention : les batteries sodium-ion — essentiellement dérivées du sel de table. Le sodium compte parmi les éléments les plus abondants de la croûte terrestre, et sa large disponibilité en a longtemps fait un candidat attractif pour une chimie de batterie susceptible d’échapper aux pressions sur les coûts et aux contraintes d’approvisionnement associées au lithium, dont l’extraction dépend de gisements de saumure limités ou de mines de roche dure.

Plus tôt ce mois-ci, les médias chinois ont rapporté que le premier camion minier alimenté par une batterie sodium-ion avait été livré à la mine où il sera exploité. Selon Car News China, la batterie affiche une capacité de 676 kWh et une densité énergétique de 165 Wh/kg — encore inférieure à la plage typique des cellules lithium-ion commerciales, qui atteignent couramment 200–300 Wh/kg, mais suffisante pour des applications intensives où le poids compte moins que le coût et la durabilité. Le fabricant, Hina Battery, a indiqué que le système pouvait être rechargé en 20 à 25 minutes. Le rapport a également précisé que la batterie est conçue pour 8 000 cycles de charge-décharge, ce qui est comparable à la durée de vie moyenne d’un camion minier classique.

Des entreprises américaines avancent en parallèle leurs propres programmes sodium-ion, dans l’objectif non seulement de proposer une alternative viable à la technologie lithium-ion, mais aussi de construire des chaînes d’approvisionnement indépendantes de la Chine. La Chine domine actuellement la fabrication mondiale de batteries et traite une part importante des minéraux critiques utilisés dans les batteries, notamment le lithium, le cobalt et le graphite, une concentration qui a suscité des réponses politiques aux États-Unis et dans l’Union européenne. Dans le Wall Street Journal, le chroniqueur technologique Christopher Mims a qualifié les batteries sodium-ion de « China-free » et a déclaré que cette technologie « a le potentiel d’aider chaque pays sur Terre à rompre sa dépendance à la Chine pour les batteries, et pour les minéraux critiques qui les composent ».

Malgré cet optimisme, la technologie sodium-ion reste relativement récente et présente des défis techniques notables. Un récent article de PV Magazine a mis en avant la densité énergétique comme principal inconvénient, ainsi qu’une durée de vie opérationnelle plus courte que celle des équivalents lithium-ion. Selon ce rapport, le plus grand rayon ionique du sodium « exerce une contrainte mécanique plus importante sur les matériaux d’électrode et peut accélérer la dégradation ».

Ces limites expliquent pourquoi Christopher Mims, dans le Wall Street Journal, a présenté les batteries sodium-ion comme seulement « potentiellement » capables de remplacer la technologie lithium-ion — la promesse est bien réelle, mais les défauts doivent d’abord être corrigés. Pour l’instant, les systèmes sodium-ion sont généralement considérés comme mieux adaptés au stockage stationnaire et aux applications lourdes, où une densité énergétique plus faible peut être acceptée en échange de coûts de matériaux réduits et d’un risque d’incendie moindre.

La Chine continue de mener le déploiement commercial des alternatives sodium-ion, mais des progrès sont également en cours ailleurs. L’article du Wall Street Journal mettait en avant Peak Energy, une start-up américaine qui vise le marché du stockage d’énergie à l’échelle du réseau, actuellement dominé par Tesla. L’entreprise mise sur une technologie sodium-ion susceptible de produire des batteries potentiellement moins chères, plus fiables et moins sujettes à la combustion — l’un des risques les plus sérieux des systèmes lithium-ion en raison du risque d’emballement thermique.

D’autres entreprises américaines développent elles aussi leurs propres batteries sodium-ion, ce qui témoigne d’une demande perçue comme forte pour des alternatives. Une grande partie de cette demande semble liée à la prolifération rapide des centres de données dans le pays. Cela tient bien sûr au besoin des centres de données de disposer en permanence d’une alimentation électrique fiable, tout en cherchant à s’approvisionner en énergie bas carbone. Il y a aussi la question des retards de raccordement au réseau, qui poussent les opérateurs de centres de données à se tourner vers des installations solaires sur site associées au stockage afin d’obtenir l’électricité plus rapidement, selon un nouveau rapport de PV Magazine ce mois-ci.

Résoudre le problème des batteries et mettre au point des batteries à la fois fiables, durables, abordables et sûres échappe depuis des années à l’industrie technologique. Néanmoins, des progrès sont en cours, et les technologies de batteries alternatives contestent peu à peu la domination des systèmes lithium-ion. Il faudra probablement encore du temps avant qu’une telle concurrence menace réellement cette domination — si cela arrive un jour — mais la diversification technologique dans les batteries reste toujours une bonne idée.

Par Irina Slav pour Oilprice.com