Un matériau bon marché et abondant comme le sel a beaucoup à offrir au monde de la science, et un domaine où il peut changer la donne est la chimie des batteries. L'utilisation de sel peut nous aider à éviter une grande partie des coûts et des tracas liés à la recherche de lithium plus rare, et la société chinoise CATL espère ouvrir la voie avec sa première batterie commerciale sodium-ion.
Semblables aux batteries au lithium qui alimentent les smartphones, les ordinateurs portables et une grande partie du monde moderne, les batteries au sodium déplacent également les ions entre deux électrodes lorsque l'appareil est chargé et déchargé. Mais les ions sodium posent plusieurs problèmes que les ions lithium ne posent pas. Les ions sont plus gros et ont tendance à former des impuretés qui réduiront la durée de vie de la batterie. De plus, ils n'offrent pas des densités d'énergie proches du lithium éprouvé.
Récemment, des chercheurs ont proposé plusieurs solutions prometteuses à ces problèmes. Certains ont utilisé du sel supplémentaire pour prolonger la durée de vie des batteries, d'autres ont utilisé de fines couches de cuivre pour améliorer leurs performances et d'autres ont réussi à intégrer la haute densité énergétique au format 18650 standard de l'industrie.
CATL affirme que ses chercheurs ont surmonté ces problèmes avec les batteries sodium-ion en utilisant un matériau de carbone dur et poreux pour l'anode et en restructurant un autre matériau, appelé blanc de Prusse, pour réorganiser les électrons. Ils forment les composants clés de la première batterie commerciale sodium-ion de l'entreprise à offrir des performances impressionnantes.
On prétend avoir une densité d'énergie allant jusqu'à 160 Wh/kg, ce qui est loin de la densité offerte par les batteries au lithium jusqu'à 285 Wh/kg, mais il n'y a rien de tel dans le monde des batteries au sodium. Il peut également être chargé à 80 pour cent de sa capacité en 15 minutes à température ambiante et maintenu à 90 pour cent de sa capacité à -20°C.
CATL affirme que sa nouvelle batterie au sodium est bien adaptée aux véhicules électriques, en particulier dans les régions plus froides. Il faut dire que la densité énergétique des batteries au lithium est l'un des facteurs limitants pour le transport électrique, notamment lorsqu'il s'agit de l'aviation, et la densité de 160 Wh/kg ne résoudra pas ce problème. Cependant, il peut y avoir des applications de niche dans certains domaines du transport pour une solution de batterie beaucoup moins chère, mais CATL a également trouvé un moyen de résoudre ce problème de densité.
En plus de sa batterie au sodium, la société a lancé une solution combinée qu'elle appelle la batterie AB. Il intègre à la fois des cellules sodium-ion et lithium-ion dans un seul système avec un algorithme spécialement développé qui contrôle le flux d'énergie pour compenser la densité inférieure du composant ion sodium et optimiser ses performances.
La société affirme que la batterie peut également être adaptée pour une utilisation dans le stockage d'énergie à plus grande échelle, la plaçant parmi plusieurs autres sociétés fabriquant des batteries au sodium commerciales à cette fin. La société de batteries Tesla CATL a annoncé son intention de mettre en place une chaîne de production pour déployer sa batterie au sodium en 2023.
Source : CATL
2021-07-30 16:42:53
Auteur: Vitalii Babkin