Les batteries au sodium peuvent-elles remplacer le lithium ?

Alors que la question de du stockage de l'énergie est essentielle, des chercheurs travaillent pour améliorer la sécurité et l'efficacité des batteries lithium-ion, mais aussi sur la création d'alternatives.

Ce sont des éléments largement utilisés dans les téléphones portables, les ordinateurs, les véhicules électriques ou encore dans les parcs de stockage d'énergie : les batteries au lithium-ion. Pourtant, le règne de ces batteries pourrait petit à petit toucher à sa fin. En effet, les risques liés à ce type de batteries sont bien connus. Du fait de l'utilisation de matériaux sensibles et un électrolyte inflammable, les risques d'incendies ou d'explosions en cas de dégradation du produit ont été constatés et documentés.

En cause, le problème de ce que les spécialistes appellent la "thermal runaway", appelé en français un "emballement thermique" qui augmente la température et se retrouve à l'origine de ces incidents. C'est pour réduire les risques que des chercheurs du monde entier travaillent pour des alternatives plus sûres et plus efficaces.

Les batteries sodium-ion : une alternative plus fiable et moins coûteuse ?

Des chercheurs de l'université de Tokyo, au Japon, travaillent sur une alternative prometteuse : les "batteries sodium-ion". Ces dernières utilisent du sodium à la place du lithium. Il s'agit d'un composant moins rare, ce qui pourrait donc permettre de réduire les coûts.

Selon Shinichi Komaba , professeur au département de chimie appliquée de l'université des sciences de Tokyo, qui s'exprime dans un communiqué, ses "résultats suggèrent que l'insertion du sodium est moins sensible à la température, compte tenu de son énergie d'activation plus faible que celle de la lithiation".

L'utilisation des ions sodium pourrait permettre d'atteindre des vitesses de charge plus rapides que les batteries lithium-ion. Cette technologie, encore en cours de perfectionnement, pourrait être une piste pour les applications exigeant des vitesses de charge et de décharge extrêmement rapides. "Il est primordial que les batteries conservent leur stabilité lorsqu'elles sont utilisées à grande échelle pour le stockage de l'énergie produite par des sources renouvelables", note toutefois LiveScience.

Comment améliorer à moindre coût les batteries lithium-ion ?

Mais la batterie au lithium-ion n'a pas dit son dernier mot. Une équipe de chercheurs de l'Université du Maryland, aux États-Unis, travaille pour prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion mais aussi pour en améliorer la sécurité. Ces derniers étudient la possibilité d'ajuster la manière dont l'électrolyte (qui permet la circulation de l'énergie, mais qui est hautement inflammable) se décompose au niveau de la cathode, une partie de la batterie. Le but est de créer à cet endroit une couche protectrice stable.

Les auteurs estiment que l'épaisseur de cette couche peut jouer un rôle sur la capacité et la durée de vie de la batterie. Une couche plus épaisse permet de rallonger la durée de vie de la batterie, tandis qu'une couche plus fine permet une plus grande puissance énergétique.

"Si on peut garantir la formation de la couche cathode-électrolyte, ce sera un pas en avant pour assurer un cyclage plus long de la batterie", explique Michel Armand du CIC energiGUNE, un centre de Recherche espagnole spécialisée dans les technologies de stockage d'énergie au magazine New Scientist.