700% de stockage en plus : les batteries au sodium-ion peuvent-elles s'imposer ?

Les batteries au sodium-ion seraient sept fois plus puissantes que ses cousines, les batteries au lithium-ion. Et nombreux sont ceux qui vont être contents de pouvoir utiliser leur smartphone autant qu'ils le souhaitent sans avoir à le recharger après une simple journée. Alors comment fonctionnent-elles et quels sont leurs avantages ?

Le choix du sodium-ion pour les batteries : un matériau plus abondant sur terre

Bien que les avantages du sodium pour les batteries aient été découverts dans les années 1990, c'est le lithium qui fut mis à profit pour les batteries des smartphones.

Or des chercheurs - de l'université de Birmingham au Royaume-Uni et du Maryland aux Etats-Unis - affirment aujourd'hui qu'il serait plus avantageux de se servir des propriétés du sodium, l'un des principaux composants du sel, dont la quantité est mille fois plus importante sur notre planète. Cela permettrait, disent-ils, de réduire les coûts liés à l'extraction du lithium dont la production est abondante : 1,4kg sont produits chaque seconde, d'après les statistiques fournies par le site Planetoscope. Depuis 2011, les analyses ont montré que le prix de cet élément chimique était en constante augmentation : en 2016, les prix avaient ainsi subi une élévation de plus de 60%.

Image d'un bloc de sel
Un bloc de sel

Comment ça fonctionne ? En combinant chimiquement le sodium et le phosphore, la batterie peut ainsi tenir six jours sans être rechargée, contre 24h en moyenne pour une batterie classique. Le système proposerait donc une capacité de 11 187 mAh au lieu de 3 000 mAh en moyenne pour les smartphones les plus récents : le Samsung S9, l'iPhone X et les nouveaux iPhone Xs, Xs Max et Xr. Il n'y a que l'Oppo Find X qui bat des records de performance dans ce domaine avec ses 3730 mAh.

Un autre avantage de cette nouvelle batterie est son espérance de vie, qui selon les recherches, atteindrait dix ans avec les mêmes performances. Un pas de géant puisque les technologies actuelles atteignent rarement plus de deux ou trois ans et qu'il est courant de changer la batterie de son smartphone afin de le conserver le plus longtemps possible. Si vous souhaitez avoir quelques astuces pour préserver votre batterie, vous pouvez consulter notre article sur le sujet.

Un projet d'utilisation en masse du sodium-ion

Le sodium-ion, tout comme le lithium-ion qui est utilisé dans d'autres domaines de recherche que celui de la téléphonie mobile, sera en principe utilisé en très grande quantité à partir de 2020. En effet, depuis décembre 2015, des scientifiques du Commissariat à l'Energie atomique et aux Energies alternatives (CEA) et du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) se sont joints pour fabriquer le premier prototype de batterie au sodium-ion.

Photo des batteries au sodium-ion
Les batteries au sodium-ion. Crédit : CEA.

Il s'agit pour l'instant d'un cylindre de 1,8 cm de diamètre pour 6,5 cm de hauteur. Ce système pourra être utilisé, à petite ou grande échelle sur toutes les technologies qui nécessitent l'utilisation de batteries : l'énergie atomique, le transport ou encore les objets électroniques du quotidien. Une start-up française a été créée pour l'occasion du nom de Tiamat, dédiée aux services de mobilité qui auront recours au sodium.

D'autres sociétés, telles que EDF, s'y intéressent de près afin de "maximiser leur rendement énergétique" comme ils le précisent sur leur site internet et d'orienter leur fabrication vers une économie plus écologique. Oui car le dernier avantage connu du sodium-ion non négligeable est qu'il est plus facilement recyclable que le lithium. Les batteries devraient donc avoir un impact plus faible sur l'environnement.

La production de lithium n'est pas vouée à disparaître, loin de là

Pour la petite histoire, le lithium fut découvert il y a plus de deux cents ans, en 1817 par un chimiste suédois : Johan August Arfwedson. Plus tard, c'est ensuite Sir Humphry Davy, un chimiste anglais qui le rendit exploitable en utilisant une méthode qui permet de réaliser des réactions chimiques grâce à une activation électrique : l'électrolyse. Le lithium est présent dans la nature sous la forme de silicates et de phosphates. Il réagit au contact de trois principaux gaz à savoir l'oxygène, l'hydrogène et l'azote, et d'un liquide qu'est l'eau.

Les réserves terrestres, évaluées à 15 millions de tonnes, se situent pour la plupart en Bolivie, dans le désert d'Uyuni qui détient 20% des réserves mondiales, en Chine, au Qinghai et au Tibet. Quant aux principaux producteurs de lithium, ce sont l'Australie, l'Argentine, le Chili, et les États-Unis. D'autres dérivés viennent du Brésil, du Canada, du Portugal ou encore de la Russie. Très largement utilisé dans nos smartphones, dans l'industrie chimique, énergétique et aéronautique, le lithium demeure encore indispensable.

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