Le CNRS présente une batterie à base de sodium-ion

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Longtemps la technologie lithium-ion a dominé le monde de la batterie pour ordinateur portable, smartphone ou encore tablette. Une équipe du CNRS veut changer cela en utilisant à nouveau du sodium. Une alliance a été tissée avec des entreprises pour éviter une fuite technologique.

Et si le futur des batteries passait par le sodium ? Depuis le début des années 90, c’est la technologie lithium-ion qui domine le secteur. Mais un prototype de batterie sodium-ion pourrait tout changer. Réalisé par le réseau français RS2E, qui réunit chercheurs du CNRS et industriels, ce saut technologique se base sur le gabarit des batteries lithium-ion qui équipent les ordinateurs portables et les véhicules électriques, rapporte le CNRS.

Le prototype porte le nom de code 18650, référence à son format : c’est un cylindre de 1,8 centimètre de diamètre sur 6,5 centimètres de hauteur. Sa performance est de 90 watt-heure/kilogramme. Et si sa densité d’énergie est comparable à certaines batteries lithium-ion, sa durée de vie dépasse les 2 000 cycles.

Le secteur de la batterie est en ébullition depuis quelques mois. Google travaille sur une technologie à base d’aluminium, alors qu’Apple semble pousser sa R&D vers différentes technologies en la matière. Samsung travaille sur des batteries flexibles, alors qu’une équipe universitaire promet une recharge de batterie aluminium-ion en une minute.

La batterie au sodium n’est pourtant pas une petite nouvelle dans le monde de la batterie. Elle dominait le secteur jusqu’à la fin des années 80, puis cette technologie avait été écartée au profit du lithium. Pourquoi ? Le lithium garantissait plus d’énergie et plus de légèreté. Mais, inconvénient de taille, le lithium est rare, et on ne le trouve que dans certains pays : Colombie, Chili ou encore Chine. Et la croissance de la demande en batterie dans les années qui viennent fait craindre une très forte croissance du prix du lithium.

A contrario, le sodium est abondant. On trouve 2,6% de sodium dans la croûte terrestre, contre 0,06% de lithium. Surtout, on le trouve dans l’eau de mer, sous forme de chlorure de sodium (NaCl). C’est en 2012 que le CNRS a décidé de se pencher à nouveau sur le sodium. Avec l’ambition de ne pas renouveler les erreurs qui ont conduit à la perte du contrôle technologique des batteries au lithium.

S’ALLIER DÈS LE DÉPART AVEC DES INDUSTRIELS 

« Pour le lithium, toute la recherche fondamentale s’était faite en Europe, notamment en France » explique Jean-Marie Tarascon, chimiste du solide au CNRS. « Pourtant, c’est au Japon que le transfert de technologie et la commercialisation ont eu lieu, permettant à Sony de lancer sa première batterie lithium-ion en 1991. Résultat : 95 % de la fabrication Li-ion se fait aujourd’hui en Asie… ». La stratégie cette fois a donc consisté à s’allier dès le départ des industriels (dont Renault, Saft ou encore Alstom) pour garantir la commercialisation des batteries sodium-ion dès que celles-ci seront prêtes.

Si les batteries sodium-ion ne pourront pas dans un premier temps équiper les ordinateurs portables (elles sont trop massives pour être utilisées sur ces supports), c’est le segment des voitures électriques et des batteries domestiques (à l’image de la Power Wall de Tesla, très attendue par le marché) qui pourrait rapidement bénéficier de l’avancée technologique réalisée par le CNRS. Le marché mondial des batteries devrait atteindre 80 milliards de dollars en 2020, soit deux fois plus qu’aujourd’hui.

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