Sodium-ion, LFP, nickel... La substitution des métaux critiques stimule l'ingéniosité dans les chimies de batteries

[duJambon]

Le constructeur chinois Anhui Jianghuai Automobile Group Corp (JAC), a présenté jeudi 23 février le premier modèle de véhicule électrique alimenté par une batterie sodium-ion. Une tentative de se passer du lithium qui témoigne des efforts de l’industrie pour limiter sa dépendance aux métaux critiques.

Le boom des voitures électriques stimule la créativité. Tout le monde cherche “la” technologie qui permettra de se passer de métaux jugés critiques. Et bien malin qui peut dire quelle solution s’imposera… Dernier épisode en date : la présentation par le constructeur chinois Anhui Jianghuai Automobile Group Corp (ou JAC), jeudi 23 février, du tout premier modèle commercial de véhicule électrique alimenté par une batterie au sodium. Cette chimie de batterie fait miroiter la promesse de se passer de lithium, un métal ultra-léger dont la demande explose, au point qu’il est souvent perçu comme le principal goulot d’étranglement de l’électromobilité.

Présentement, la demande est tellement forte que le prix du lithium a monté d’un facteur 10 de juillet 2020 à octobre 2022. Dans un article du 6 décembre 2022, Bloomberg NEF révélait que pour la première fois depuis 2010 le prix des blocs batterie avait monté en 2022, passant de 141$/kWh en 2021 à 151$/kWh, en moyenne, une augmentation de 7%! Pour mettre cette situation en perspective, rappelons qu’en 2021 Tesla a vendu 936 000 VÉ et que selon Reuter leurs ventes atteindraient 1,4 millions de VÉ en 2022. Pour 2023, on devrait s’attendre à 2 000 000 VÉ. Les ventes s’alignent donc pour plus que doubler mondialement pour Tesla, de 2021 à 2023. Concernent la compagnie chinoise BYD, le plus gros fabricant mondial de VÉ, la compagnie a triplé ses ventes en une année, de 2021 à 2022 (voir la figure ci-dessous)! Cette croissance exponentielle est beaucoup trop rapide pour ne pas créer d’incertitude quant à la capacité de l’industrie minière de fournir suffisamment de lithium de 2025 à 2030, pour tous les fabricants de VÉ.

Lors de l’évènement de présentation de ces nouvelles batteries, l’assistant directeur de la recherche chez CATL, le Dr Qisen Huang, a souligné un point important, à l’effet que la fabrication des batteries Na-ion est parfaitement compatible avec les équipements de production des batteries Li-ion, ce qui va accélérer leur mise en marché de masse, prévue pour 2023, en même temps que la consolidation d’une chaine d’approvisionnement industrielle.

À part la densité d’énergie, les valeurs pour les autres caractéristiques n’ont pas encore été précisées. Mais, le diagramme suivant, tiré de la présentation de CATL, fait la comparaison de leur première génération de batterie Na-ion avec leurs batteries Li-ion au phosphate de fer (LFP), ce qui nous laisse entrevoir un avenir prometteur.

On constate sur ce diagramme que la sécurité et la longévité des deux batteries sont similaires et que la batterie Na-ion se recharge plus rapidement et offre des meilleures performances aux basses températures, alors que la densité d’énergie de leur première génération de batterie Na-ion est inférieure à celle de leurs batteries LFP.

On pourrait donc s’attendre à ce que ces batteries Na-ion durent facilement pour toute la vie d’une voiture électrique personnelle. Par ailleurs, Tesla utilise déjà les batteries LFP blade de BYD dans ses Model Y produits en Allemagne avec une densité d’énergie de 166 Wh/kg au niveau des cellules. Avec 160 Wh/kg pour la première génération (1G) des batteries Na-ion de CATL, on est donc en droit de s’attendre à des autonomies de 400 km environ. On pourra atteindre 500 km avec la deuxième génération (2G) dans quelques années ou leur batterie hybride AB.

Il est important de souligner que les batteries Na-ion sont plus sécuritaires que les batteries Li-ion par rapport aux incendies potentiels, qu’elles se rechargent en 15 minutes à 80%, qu’elles durent deux fois plus longtemps que les batteries Li-ion et qu’elles ont de très bonnes performances aux basses températures. Ajoutons à cela, comme nous venons de le dire, qu’elles vont être 30% moins chères que les batteries Li-ion. Sans compter que leur impact écologique dû à leur fabrication est moindre que celui des batteries Li-ion car les matériaux qui les constituent sont plus abondants et plus facile à extraire.

Bref, l’avenir des batteries Na-ion semble très prometteur et elles arrivent à temps pour désengorger les chaînes d’approvisionnement des batteries Li-ion d’ici 2030, pour les VÉ avec une autonomie de 300 km à 400 km (possiblement 500 km avec la deuxième génération de ces batteries), ou pour le stockage d’énergie dans les réseaux électriques.

Source pour abonné: https://www.usinenouvelle.com/article/sodium-ion-lfp-nickel-la-substitution-des-metaux-critiques-stimule-l-ingeniosite-dans-les-chimies-de-batteries.N2106146
Source plus complète: https://roulezelectrique.com/les-nouvelles-batteries-sodium-ion-sans-nickel-cobalt-lithium-graphite-ni-cuivre/

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