Stockage : pourquoi le sodium-ion ne peut pas encore remettre en cause la domination du lithium-ion

La structure de base des batteries sodium-ion (Na-ion) est très proche de celle des batteries lithium-ion (Li-ion), comprenant deux électrodes, un électrolyte et un séparateur. Leur rendement aller-retour dépasse les 90 %, équivalent à celui des Li-ion, mais la taille plus importante des ions sodium rend ces batteries plus lourdes et plus volumineuses. La société chinoise Hithium a récemment dévoilé un système de stockage d’énergie (BESS) d’une heure intégrant une cellule Na-ion de 162 Ah, annoncé avec une durée de vie de 20000 cycles. Toutefois, l’entreprise n’a pas publié de données sur la densité de puissance, un point critique puisque la technologie Na-ion reste intrinsèquement moins performante que le Li-ion sur cet aspect.

Sur le front des véhicules électriques, CATL a de son côté lancé sa cellule Naxtra, avec une densité d’énergie de 175 Wh/kg et un taux de charge de 5 C (capacité nominale), tandis que son concurrent HiNa propose une version à 165 Wh/kg. Ces performances se rapprochent de celles des batteries lithium-fer-phosphate (LFP), mais restent inférieures aux modèles LFP les plus avancés atteignant 205 Wh/kg et un taux de charge de 12 C. Les différences de densité énergétique volumétrique ne jouent pas non plus en faveur du Na-ion. À titre d’exemple, le système MC Cube du constructeur BYD, alimenté par des cellules Li-ion, affiche une capacité de 6,4 MWh dans un conteneur de six mètres, alors que la version équivalente en Na-ion ne dépasse pas 2,3 MWh. Une disparité qui illustre le fossé technologique entre les deux filières. Pour percer au-delà des applications de niche, la technologie Na-ion devra donc miser sur une baisse des coûts.

Des obstacles économiques persistants

Malgré un fort potentiel de réduction des coûts, en raison de ses matières premières abondantes, la production des batteries Na-ion demeure au moins 30 % plus chère que celle des Li-ion. Le carbonate de sodium, bien meilleur marché que le carbonate de lithium, ainsi que l’emploi d’aluminium au lieu du cuivre pour les collecteurs de courant, constituent des avantages économiques. Néanmoins, pour s’imposer réellement, la technologie nécessite d’importants investissements et une montée à l’échelle industrielle que la demande actuelle ne justifie pas encore. Même en Chine, principal pôle de développement du Na-ion, la demande reste embryonnaire. Selon S&P Global Commodity Insights, seules 148 MWh d’installations BESS Na-ion ont été mises en service à ce jour

Reste un atout indéniable pour le Na-ion : sa sécurité accrue. Ces batteries sont beaucoup moins sujettes à l’emballement thermique, phénomène à l’origine d’incendies et d’explosions sur certaines batteries Li-ion. Les dernières générations de cellules Na-ion, notamment la Naxtra de CATL, ont démontré leur capacité à résister à des conditions extrêmes sans dégagement gazeux. Elles se montrent également plus tolérantes aux températures élevées ou très basses, un atout décisif pour certaines zones climatiques.

Des atouts de sécurité et d’approvisionnement

Sur le plan stratégique, la technologie Na-ion représente en outre une alternative plus sûre pour les chaînes d’approvisionnement. En effet, la Chine domine actuellement la production mondiale de batteries Li-ion, mais le pays dépend fortement d’importations de lithium en provenance d’Australie, du Chili ou d’Argentine. Le sodium, lui, peut être produit synthétiquement partout dans le monde, réduisant la dépendance géopolitique et la volatilité des prix.

Malgré ces aspects positifs, la technologie Na-ion doit affronter une concurrence féroce. Les mêmes acteurs qui investissent dans son développement – BYD, CATL ou Hithium – poursuivent leurs avancées en Li-ion, dont les performances et les coûts progressent encore plus vite. Les budgets de R&D consacrés au Li-ion dépassent largement ceux alloués au Na-ion, rendant difficile la réduction du fossé technologique entre les deux solutions.

Une compétition technologique inégale

À court terme, les batteries Na-ion devraient donc se limiter à certains marchés, comme le stockage stationnaire où la sécurité et la tolérance thermique priment sur la densité énergétique. Leur avenir dépendra ensuite de la capacité de l’industrie à améliorer leur densité énergétique et à réduire les coûts par la production de masse. Le Na-ion pourrait alors trouver sa place dans le paysage énergétique mondial, non pas comme concurrent direct du lithium, mais comme complément stratégique dans un mix de technologies de stockage plus diversifié

A propos de l’auteur
Henrique Ribeiro est analyste principal au sein de l’équipe Batteries et Stockage d’Énergie chez S&P Global Commodity Insights, avec un focus sur l’Amérique latine et la péninsule Ibérique. Il a passé onze ans dans l’équipe de tarification des métaux, contribuant à établir des références pour les métaux utilisés dans les batteries au niveau mondial ainsi que pour les prix de l’acier et de l’aluminium au Brésil, au Chili et au Mexique.

The views and opinions expressed in this article are the author’s own, and do not necessarily reflect those held by pv magazine.

Ce contenu est protégé par un copyright et vous ne pouvez pas le réutiliser sans permission. Si vous souhaitez collaborer avec nous et réutiliser notre contenu, merci de contacter notre équipe éditoriale à l’adresse suivante: editors@pv-magazine.com.