Qu'est-ce que le sodium

Aug 26, 2023

Il s’avère que, comme tout le reste, il fallait juste plus de sel.

Les batteries sodium-ion (Na-ion) utilisent des ions sodium au lieu des ions lithium pour stocker et fournir de l'énergie. Le sodium est beaucoup plus abondant et respectueux de l’environnement que le lithium, mais il reste encore plusieurs défis à relever pour faire des batteries sodium-ion le nouveau champion des batteries.

Les batteries deviennent essentielles à la vie quotidienne, et celui qui propose une meilleure batterie a le monde sur un plateau. Les batteries sodium-ion sont l’un des principaux prétendants à la couronne détenue par les batteries lithium-ion, mais qu’est-ce qui les rend exactement spéciales ?

Les batteries sodium-ion sont des batteries qui utilisent des ions sodium (minuscules particules chargées positivement) au lieu des ions lithium pour stocker et libérer de l'énergie. Les batteries sodium-ion ont commencé à montrer leur viabilité commerciale dans les années 1990 comme alternative possible aux batteries lithium-ion, celles couramment utilisées dans les téléphones et les voitures électriques.

Les batteries sodium-ion, également appelées batteries Na-ion, utilisent une réaction chimique pour stocker et libérer de l'énergie électrique. Comme toutes les batteries, elles comportent deux électrodes (une électrode positive et une électrode négative) séparées par un électrolyte, qui est une substance spéciale qui permet aux ions (minuscules particules chargées positivement ou négativement) de se déplacer entre les électrodes.

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Les batteries sodium-ion fonctionnent de la même manière que les batteries lithium-ion, mais elles utilisent des ions sodium au lieu des ions lithium. Le choix des matériaux pour les électrodes et les électrolytes peut affecter les performances et la durée de vie de la batterie. Les chercheurs expérimentent donc constamment différentes combinaisons pour trouver la meilleure combinaison de coût, de performances et de sécurité. Généralement, la cathode (l'électrode négative) et l'électrolyte contiennent du sodium.

Les batteries lithium-ion dominent actuellement, et de nombreuses recherches ont été menées pour les rendre encore meilleures qu'elles ne le sont actuellement. Néanmoins, les batteries sodium-ion présentent quelques avantages distincts par rapport à elles.

Il n’existe pas de technologie de batterie parfaite, et il y a plusieurs raisons pour lesquelles les batteries sodium-ion n’ont pas encore remplacé le lithium.

Outre ces avantages et inconvénients techniques, la chaîne de fabrication des batteries sodium-ion doit encore être résolue avant de pouvoir devenir un produit commercial largement répandu. Sans oublier que les ingénieurs et les scientifiques travaillent sur des solutions aux derniers points faibles de cette technologie de batterie.

Des chercheurs et des entreprises du monde entier s’efforcent d’améliorer les performances et la viabilité commerciale des batteries sodium-ion. Certains domaines d’intérêt clés incluent l’amélioration de la densité énergétique et de la tension des batteries sodium-ion, ainsi que l’augmentation de leur durée de vie et de leur taux de charge/décharge.

Si ces efforts aboutissent, les batteries sodium-ion pourraient devenir à l’avenir une alternative viable aux batteries lithium-ion. Ils pourraient potentiellement être utilisés dans diverses applications, notamment l’électronique portable, les véhicules électriques et les systèmes de stockage d’énergie stationnaires.

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En 2022, des chercheurs du ministère américain de l’Énergie ont réalisé une avancée majeure en améliorant la durabilité des batteries sodium-ion. En modifiant une partie de la chimie de la batterie, les prototypes de piles bouton ont duré plus de 300 cycles tout en conservant plus de 90 % de leur capacité. Cependant, même sans cette nouvelle approche de la chimie, il semble que les batteries sodium-ion soient de toute façon sur le point d’atteindre la production de masse.

En décembre 2022, il a été signalé qu'une société nommée HiNa, en partenariat avec la société nationale chinoise China Three Gorges Corporation, avait commencé la production de masse de batteries sodium-ion. La première génération de batteries HiNa offre une densité énergétique de 125 Wh/kg, soit environ la moitié de celle des batteries lithium-ion. Cependant, ces batteries sont conçues pour environ 4 500 cycles de charge, ce qui est bien plus que les batteries lithium-ion classiques.