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Les batteries sodium-ion (SIB) pourraient offrir une alternative prometteuse et moins coûteuse aux batteries lithium-ion (LIB), selon un rapport de l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA).

L'agence «Batteries sodium-ion : un aperçu techniqueSelon ce rapport, l'argumentaire en faveur des SIB a d'abord pris de l'importance en 2021, lorsque les prix du carbonate de lithium ont commencé à monter en flèche, mais comme les prix du lithium ont depuis baissé, il reste à voir si les SIB deviendront une alternative moins chère aux LIB à long terme.

Le rapport ajoute toutefois que les batteries sodium-ion pourraient conserver un avantage concurrentiel par rapport aux batteries lithium-ion, certains fabricants prévoyant que le coût des cellules SIB chutera à 40 $/kWh une fois la production à grande échelle.

Les batteries sodium-ion (SIB) présentent un avantage potentiel sur les batteries lithium-ion (LIB) en raison de l'abondance et de la disponibilité du sodium, un matériau considérablement moins cher que le lithium. Selon l'IRENA, le prix du carbonate de sodium entre 2020 et 2024 a oscillé entre 100 et 500 dollars américains la tonne, tandis que celui du carbonate de lithium sur la même période a varié entre 6 000 et 83 000 dollars américains la tonne.

Le sodium est également environ 1 000 fois plus abondant que le lithium dans la croûte terrestre et environ 60 000 fois plus abondant dans les océans, ce qui a conduit l'IRENA à suggérer que les batteries sodium-ion pourraient contribuer à atténuer les pressions sur la chaîne d'approvisionnement et à diversifier le paysage des batteries, notamment dans le contexte de la croissance du déploiement des véhicules électriques, qui devraient représenter 90 % du transport routier d'ici 2050.

L'agence a également suggéré que les batteries sodium-ion pourraient utiliser des matériaux plus abordables pour leur construction, tels que des matériaux de cathode généralement moins chers comme le manganèse et le fer, et l'utilisation de collecteurs en aluminium au lieu de ceux en cuivre dans les batteries lithium-ion.

Les batteries sodium-ion (SIB) présentent également l'avantage d'un potentiel de réduction des coûts plus élevé que les batteries lithium-ion (LIB), du fait que cette technologie demeure encore émergente, précise le rapport. La capacité de production des SIB devrait atteindre 70 GWh cette année, principalement concentrée en Chine et dominée par les cathodes à base d'oxydes métalliques stratifiés.

Alors que la capacité de production devrait atteindre 400 GWh par an d'ici la fin de la décennie, l'IRENA souligne qu'il subsiste une incertitude quant à la future pénétration du marché par les SIB, les prévisions de la demande provenant de différentes sources allant de 50 GWh à 600 GWh par an d'ici la fin de la décennie.

Outre les véhicules électriques, l'IRENA souligne le fort potentiel des batteries sodium-ion (SIB) pour le stockage stationnaire d'énergie à grande échelle. Elles offrent en effet des caractéristiques de sécurité prometteuses, de bonnes performances sur une large plage de températures et une durée de vie compétitive. Grâce à leur sécurité, les SIB pourraient également jouer un rôle crucial dans les environnements à basses et hautes températures, où elles surpassent les batteries lithium-ion (LIB).

L'IRENA ajoute que si le potentiel des batteries sodium-ion est considérable, le déploiement futur de leurs capacités reste incertain, notamment en raison des difficultés liées à la garantie d'une demande suffisante et d'une chaîne d'approvisionnement robuste. L'agence souligne également que les batteries sodium-ion ne doivent pas être considérées comme un substitut complet aux batteries lithium-ion, mais plutôt comme une technologie complémentaire pouvant contribuer à atténuer certaines préoccupations en matière de durabilité et de disponibilité de la chaîne d'approvisionnement des batteries.

« Le succès à long terme des batteries sodium-ion dépendra probablement de plusieurs facteurs, notamment du coût et de la disponibilité des matériaux », conclut le rapport. « Des goulets d’étranglement dans la chaîne d’approvisionnement en lithium, des pénuries de lithium ou une hausse des coûts de ce métal seraient susceptibles d’entraîner une augmentation du taux de pénétration des batteries sodium-ion, tandis que de nouvelles baisses de coûts des batteries lithium-ion auraient probablement un impact négatif sur la demande de batteries sodium-ion. »