Les batteries sodium sans lithium passent du laboratoire à la production aux États-Unis

• Natron Energy, un pionnier des batteries sodium-ion, se préparait depuis deux ans à la production de masse de batteries sodium de conception spécifique.
• Bien que le démarrage prévu en 2023 ait pris un léger retard, l'entreprise n'est pas largement en retard sur la production à grande échelle.
• Cette semaine, elle a officiellement lancé la production de batteries sodium sans lithium à charge rapide et à longue durée de vie, proposant ainsi au marché du stockage d'énergie une alternative nouvelle et intéressante.
• Le sodium (Sodium en anglais) ou natrium (en allemand), symbole Na, numéro atomique 11 ; en Corée, la Korean Chemical Society a fixé la terminologie académique en privilégiant « sodium » tout en autorisant également « natrium ».

Les avantages des batteries sodium-ion par rapport au lithium

• Le sodium est 500 à 1000 fois plus abondant que le lithium sur la planète.
• L'approvisionnement en sodium ne nécessite pas d'extraction destructrice des sols comparable à celle du lithium.
• Les batteries sodium-ion de Natron sont réalisées uniquement à partir de matériaux courants largement disponibles, comme l'aluminium, le fer et le manganèse.
• La chimie sodium-ion de Natron peut être approvisionnée via une chaîne d'approvisionnement nationale basée aux États-Unis, fiable et à l'abri des tensions géopolitiques. Il n'en va pas de même pour les matériaux classiques du lithium-ion tels que le cobalt et le nickel.

Pourquoi la technologie sodium-ion attire l'attention

• Bien que la densité énergétique soit inférieure à celle du lithium-ion, les sodium-ion présentent l'avantage d'un cycle plus rapide, d'une durée de vie plus longue, d'une sécurité supérieure et d'un comportement non inflammable en usage final, ce qui en fait une alternative attractive surtout pour des applications stationnaires telles que les centres de données et le stockage de secours pour la recharge rapide de VE.
• Fondée en 2013, Natron faisait déjà partie des pionniers de cette nouvelle vague de recherche et d'innovation sur le sodium-ion.
• Si la plupart des conceptions sodium-ion restent au stade du laboratoire, Natron est parmi les toutes premières opérations de production commerciales importantes au monde.

Plan de production et de déploiement des batteries sodium-ion de Natron

• Elle prévoit d'augmenter la production jusqu'à 600 mégawatts par an, qui devrait servir de modèle pour de futures installations de l'ordre du gigawatt.
• Les centres de données IA sont la cible initiale, et la première expédition est prévue en juin.
• L'entreprise prévoit ensuite d'élargir son ciblage à d'autres marchés de puissance industrielle, notamment la recharge rapide des VE et les télécommunications.

Avis de GN⁺

• Bien que la densité énergétique soit plus faible que celle du lithium-ion, la vitesse de charge/décharge plus élevée et la longue durée de vie en font une alternative attractive pour les onduleurs (UPS) et les alimentations de secours.
• Alors que des entreprises chinoises comme CATL mènent actuellement le développement de la technologie sodium-ion, il est encourageant de voir des acteurs américains se lancer eux aussi dans sa commercialisation.
• Néanmoins, en raison du problème de densité énergétique, cette technologie semble pour l'instant limitée aux applications de stockage stationnaire ; des progrès techniques semblent encore nécessaires pour des usages mobiles comme les VE.
• Le fait d'éviter les risques géopolitiques et les enjeux environnementaux liés à l'extraction du lithium, ainsi que la possibilité d'assurer une chaîne d'approvisionnement domestique aux États-Unis, devraient constituer des atouts.
• Même si les principaux fabricants de VE et de batteries, comme Tesla, parient encore massivement sur le lithium, ce qui peut ralentir l'expansion du marché, le sodium-ion devrait néanmoins s'imposer comme une alternative crédible.

[xguru]

J’ai récemment un peu regardé du côté du lithium à cause d’un jeu de société (Salton Sea) lié à ce métal, et j’ai appris que l’endroit où se trouve le plus de lithium sur Terre, c’est la mer. Il en va sans doute de même pour le sodium. Les batteries sodium-ion sont aussi intéressantes.

[GN⁺]

Avis sur Hacker News

• On assiste à une véritable explosion d’innovations dans la chimie des batteries. From Energy développe des batteries Iron Air bien moins chères que le lithium-ion, tandis que North Harbour Clean Energy prévoit de produire des batteries à flux de vanadium à longue durée de vie et capables de stockage sur de longues périodes.
• Les batteries sodium-ion ont une densité énergétique plus faible que le lithium-ion, mais elles peuvent aussi servir aux appareils mobiles et aux voitures électriques.
• Selon les premiers retours d’utilisateurs de VE, une autonomie plus courte a suffi au quotidien. Avec le sodium-ion, on peut viser environ 100 à 200 miles, et si le coût est bas et qu’on peut les utiliser longtemps sans les remplacer, cela devrait être suffisamment attractif pour beaucoup.
• Le sodium est abondant et bon marché, donc bien adapté au stockage de batteries à l’échelle du réseau. J’ai appris que toutes les applications n’ont pas besoin d’une capacité équivalente à celle du lithium-ion.
• Chaque année, des technologies annonçant 2 à 5 fois plus de performance que le lithium-ion sont mises en avant, mais il est rare qu’elles atteignent la production réelle ; cette fois, l’attente est forte.
• Colin, le fondateur de Natron, a persévéré pendant 10 ans sur la base de sa thèse de doctorat à Stanford et a abouti à la production. C’est une réussite rare qui mérite d’être saluée.
• La densité énergétique des batteries Natron est d’environ 70Wh/kg, ce qui est très faible, mais cela convient aux usages fixes. Les batteries sodium-ion de CATL dépassent déjà 160Wh/kg et sont aussi développées pour les véhicules électriques.
• Le fait de pouvoir s’approvisionner via une chaîne logistique basée aux États-Unis, sans perturbations géopolitiques, est un avantage. Mais le fait d’aller vers un monopole américain ne serait pas souhaitable à l’échelle mondiale.
• Les batteries de grande échelle basées sur l’eau salée et la terre ont aussi une faible densité énergétique, mais elles sont prometteuses car peu coûteuses et leur mobilité n’est pas nécessaire.
• Le sodium est abondant et ne nécessite pas d’extraction minière, ce qui peut en faire une innovation compétitive en termes de prix.
• Le fait de pouvoir réduire à zéro la dépendance vis-à-vis de la Chine est également un avantage considérable.