Alors que les batteries lithium-ion constituent actuellement la technologie de stockage d’énergie préférée, des chercheurs universitaires ont uni leurs forces pour tester le sodium-ion comme concurrent potentiel, rapporte Electronics Point. 

L’émergence des batteries sodium-ion (SIBS), également connues sous leur formule chimique Na-ion, « présentent un fort potentiel en tant que possible ‘successeur’ des LIB : elles sont peu coûteuses, respectueuses de l’environnement et offrent divers indicateurs clés de performance permettant de satisfaire une multitude d’applications différentes ».

Bien que les SIB aient le potentiel de contester la position dominante de la batterie lithium-ion, les chercheurs notent qu’un certain nombre de défis doivent être relevés, notamment «la formation de cristaux de sel, qui s’accumulent au sein de la structure des SIB et finissent par les endommager ».

Parmi les points positifs des batteries sodium-ion, on peut citer :

•  Faible coût

•  Respectueuses de l’environnement

• , divers indicateurs clés de performance permettant de satisfaire une multitude d’applications différentes.

Pour tester ce potentiel, « une équipe de scientifiques experts en technologie Na-ion de l’université de Warwick, en Angleterre, ainsi que des collègues d’institutions renommées en Allemagne, en France, en Norvège et en Espagne, se sont réunis pour évaluer l’état actuel de la technologie Na-ion. »

 

Un graphique d’une batterie Na-ion (sodium-ion). Le centre du graphique est superposé de deux photographies de microscopie représentant la composition chimique de la batterie. Crédit image : université de Warwick via ScienceDirect.

 

Les chercheurs ont présenté leurs conclusions dans leur article, «Défis actuels pour les batteries à base de sodium du futur : des matériaux aux mesures de cellule», publié dans le Journal of Power Sources le 18 septembre 2020.

Les batteries à base de sodium se présentent sous différentes formes :

• NaO2 (sodium-air)

• Na/S (stockage sodium-soufre).

 Le marché des batteries sodium-ion devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 5 %, et ce sont les applications de stockage d’énergie stationnaire où les batteries Na-ion pourraient s’avérer les plus prometteuses.

 

 

Une collection de graphiques utilisés pour représenter diverses chimies de batteries à base de sodium. À gauche de cette image figurent quelques applications suggérées pour les batteries sodium-ion, y compris l’alimentation des véhicules électriques. Crédit image : université de Warwick.

 

Les oxydes en couches, les composés polyanioniques (du mot « polyanion », désignant une molécule ou un complexe chimique portant des charges négatives à plusieurs endroits) et les analogues du bleu de Prusse ont été désignés par les chercheurs comme les matériaux les plus prometteurs pour les électrodes positives, en plus des oxydes à base de titane, du carbone et des composés d’alliage pour les électrodes négatives à base d’insertion.

 « Dans ce domaine, les batteries sodium-ion ont le potentiel de dominer le marché futur, représentant le système le plus prometteur pour combler l’écart entre la production et l’utilisation d’énergie en sécurisant l’approvisionnement énergétique,»  a déclaré Ivana Hasa, co-autrice de l’article de recherche, identifiant les applications de forte puissance dans les véhicules électriques comme une application de niche potentielle pour les SIB. Elle a également souligné qu’il fallait davantage de travail « pour améliorer les performances en matière de haute tension, de capacité, de durée de vie et d’efficacité des dispositifs sodium-ion ».

Ce sont d’excellentes nouvelles pour le marché des systèmes de stockage d’énergie, où un successeur à la technologie Li-ion est désespérément nécessaire pour réduire les coûts et améliorer la durée de vie des cycles.