Les batteries sodium-ion (NIB) ont le potentiel de révolutionner le stockage d'énergie du réseau et d'aider indirectement les véhicules électriques de manière considérable. Voyons comment !
CATL a récemment annoncé qu'il commencerait à produire des NIB en juillet. Cependant, le géant chinois des cellules de batterie ne nous a pas dit grand-chose sur cette technologie de batterie, seulement que les NIB seront temporairement plus chères que les batteries lithium-ion (LIB) car il s'agit d'un nouveau concept.
Néanmoins, à long terme – avec une production de masse efficace – les NIB seront considérablement moins chers (environ 30 % de moins) que les LIB. Le principal avantage des batteries sodium-ion est leur utilisation de matériaux abondants, bon marché et bénins.
Les coûts des matériaux sont de 30 $/kg pour le NMC et de 10 $/kg pour notre sel de sodium. Le coût par kW/h pour le NMC dans la pile au lithium est donc d'environ 48 $/kWh, et pour notre matériau dans la pile au sodium, il est de 35 $/kWh. .
«Avec le développement ultérieur d'une meilleure anode ayant un potentiel de fonctionnement inférieur à l'avenir, le coût devrait être réduit de 20 $ / kWh, avec une augmentation de la densité d'énergie de la cellule complète. Nous nous attendons à ce que le prix de gros ou le coût de la production de masse de notre matériau cathodique soit encore moins cher que 10 $/kg, car il provient d'une biomasse abondante ; par exemple, la liqueur de maïs.
Min Ah Lee, chercheur postdoctoral à l'université de Stanford
Les NIB ont le potentiel d'atteindre un coût par kWh d'environ 40 euros, tandis que les LIB les moins chers (LiFePO4) ont peu de chances d'être bien inférieurs à 60 euros par kWh.
Comme c'est déjà le cas avec les LIB, les NIB peuvent également être optimisés en termes de densité d'énergie, de densité de puissance, de coût, de sécurité ou de durabilité (cycle de vie).
Le projet européen NAIMA a été conçu pour développer et tester deux configurations de cellules Na-ion améliorées pour satisfaire les principales applications ESS (Energy Storage System). L'un optimisé pour la densité de puissance et la durée de vie (applications industrielles), l'autre pour la densité d'énergie et le coût (applications domestiques).
La première conception de cellule de batterie Na-ion est la plus prometteuse. Elle nous montre à quel point les cellules de batterie Na-ion peuvent être denses en énergie, permettant des taux C extrêmement élevés (41 C), encore meilleurs que les cellules LTO.
Il est évident qu'une densité de puissance élevée et une grande durée de vie combinées à un faible coût rendent les NIB sûres parfaites pour les ESS, où la densité d'énergie n'est pas si importante.
Mais comment cela aide-t-il les véhicules électriques ? Avec les NIB, nous pouvons non seulement stocker plus d'énergie renouvelable en général, mais ils permettent également de construire de puissantes bornes de recharge vertes pour les véhicules électriques. À l'avenir, toutes les bornes de recharge pour véhicules électriques seront équipées de batteries, qui serviront de tampons pour les pics de production ou de demande d'électricité du réseau.
De plus, si le stockage d'énergie du réseau utilise des NIB au lieu de LIB, cela laissera plus de lithium disponible pour fabriquer des LIB pour les véhicules électriques, où la densité d'énergie est vraiment importante.
Quant à la deuxième conception de cellule de batterie Na-ion, avec sa densité d'énergie plus élevée, elle pourrait être utilisée pour construire des ESS plus petits pour un usage domestique où l'espace est limité. De plus, comme les NIB sont extrêmement sûrs, la technologie CTP (cell-to-pack) pourrait être utilisée pour fabriquer des batteries EV avec une densité d'énergie décente d'environ 180 Wh/kg au niveau du pack.
Quoi qu'il en soit, alors que le CTP permet de construire des NIB suffisamment denses en énergie pour les véhicules électriques, c'est dans le stockage d'énergie du réseau que les NIB brillent et ont le plus de sens, avec le potentiel de révolutionner l'industrie.
J'attends avec impatience de voir les spécifications des NIB fabriquées par CATL. Seront-ils optimisés pour la puissance ou la densité d'énergie ? Qui sera la prochaine entreprise à annoncer la production de cellules de batterie Na-ion ? BYD ? Guoxuan ?
