Outre la pénurie actuelle de puces, l'un des plus grands défis du secteur technologique concerne les batteries. La demande croissante pour ces composants, conjuguée au besoin d'une charge plus rapide et d'une autonomie accrue, a contraint les entreprises à rechercher des alternatives aux batteries lithium-ion. C'est ainsi qu'ont vu le jour les premières batteries sodium-ion . Mais de quoi s'agit-il exactement et quels avantages offrent-elles ? Examinons cela de plus près.
Présent et avenir des batteries
Il y a quelques années, les appareils que chacun de nous possédait et qui utilisaient des piles se comptaient pratiquement sur les doigts de nos mains. Le reste, la majorité, continuait de dépendre d'une prise électrique à la maison ou au bureau pour pouvoir être utilisé.
Aujourd'hui, cependant, tout cela a changé et ce qui est étrange, c'est d'avoir des appareils qui n'intègrent pas leur propre batterie. Et bien sûr, cela en termes d'expérience utilisateur, de mobilité, etc., c'est formidable. Mais pour l'industrie, c'est un problème majeur. Car les matériaux utilisés pour fabriquer les batteries actuelles connaissent une hausse de prix inquiétante.
L'approvisionnement en lithium, cobalt et nickel devient de plus en plus coûteux , et le véritable essor des batteries n'a pas encore eu lieu. Mais il ne saurait tarder, car le secteur automobile aura besoin de batteries de grande capacité pour ses projets de véhicules électriques. Imaginez donc l'impact que cela pourrait avoir sur le marché et sur le prix des autres appareils.
C'est pourquoi de nombreux chercheurs recherchent des alternatives aux batteries au lithium actuelles qui sont les plus populaires et actuellement utilisées. C'est ainsi que sont nées les batteries au sodium, une option développée entre autres par Contemporary Amperex Technology et qui a déjà sa première version fonctionnelle.
Comment fonctionne une batterie sodium-ion ?
Comme nous l'avons déjà mentionné, les batteries les plus répandues sont les batteries lithium-ion . Plus précisément, elles utilisent des ions lithium, qui offrent une très haute densité énergétique. Grâce à cela, leur autonomie et leur durée de vie figurent parmi leurs principaux atouts. Elles présentent toutefois quelques inconvénients.
Le premier problème concerne les matériaux utilisés pour leur fabrication. Le cobalt et le lithium sont rares et de plus en plus chers . C’est pourquoi, et en raison d’autres risques liés à leur utilisation en grande quantité, certains chercheurs travaillent sur des solutions alternatives.
Parce qu'une grande batterie au lithium peut également présenter un grand risque si elle ne répond pas aux normes de qualité minimales. Et même si c'est le cas, une surcharge, un coup ou un impact ainsi que l'exposition à d'éventuelles températures extrêmes pourraient provoquer des accidents majeurs.
C'est ainsi que sont nées les premières expériences avec le sodium, un matériau plus facile à obtenir à la fois des océans et de la croûte terrestre. De plus, actuellement avec autant de quantité qu'il y en a, c'est pas cher. Ainsi, pouvoir créer des batteries en l'utilisant réduirait considérablement les coûts. Sans renoncer à l'avantage d'être plus durable pour l'avenir de la planète, car il est "récolté" et non extrait.
Le problème est que jusqu'à présent les premières propositions souffraient de problèmes de dégradation et d'une capacité de stockage moindre. Bien sûr, avant une brève explication de leur fonctionnement.
L'idée derrière une batterie au sodium est similaire à une batterie au lithium, sauf qu'elle est remplacée par du sodium. De cette façon, le matériau sous forme d'ions sodium est transformé en métal et placé sur une feuille de cuivre. Lorsqu'il se dissout, il se déplace d'un point à un autre et c'est ainsi que (en gros) l'énergie est générée.
La première batterie au sodium fonctionnelle est de CATL
CATL vient d'annoncer avoir mis au point la première génération de batteries sodium prêtes pour une commercialisation. Autrement dit, elles sont prêtes à être utilisées dans tous les appareils qui en nécessitent. Et tout semble indiquer que ce sera le cas pour les voitures électriques.
La batterie sodium ou ion Na créée par CATL, un géant chinois qui fabrique déjà des batteries pour les principales marques du secteur telles que Tesla, Toyota, BMW ou Volkswagen, promet une bonne densité énergétique et une plus grande stabilité à terme, ce qui est important pour le fonctionnement dans les véhicules. exposés à des températures élevées et basses.
Ces batteries sodium-ion offriraient également des temps de charge plus rapides. Une charge de 80 % pourrait être atteinte en seulement 15 minutes , ce qui est particulièrement impressionnant compte tenu de l'autonomie qu'elles offriraient alors aux véhicules. Bien que cette autonomie soit naturellement inférieure à celle des batteries lithium-ion, la densité énergétique de 160 Wh/kg reste tout à fait respectable comparée aux 200 à 250 Wh/kg des batteries lithium-ion actuelles.
Cependant, la batterie de CATL semble combiner des cellules avec des ions sodium et d'autres avec du lithium. Bien que jusqu'à raffinement des futures versions, cela semble être le moindre des problèmes. Car l'avantage c'est que tout n'est pas fait avec du lithium.
Ainsi, en tenant compte de tout cela, l'objectif de CATL est que sa production à grande échelle fonctionne à pleine capacité d'ici 2023 , ce qui lui permettra de continuer à progresser et à améliorer la densité énergétique pour les générations futures.