Pourquoi la petite batterie sodium-ion mise au point par le CEA et le CNRS a tout d'une grande

Christian Masquelier, professeur à l’université de Picardie Jules Verne, revient sur le tour de force annoncé en fin d’année dernière par le réseau de recherche français R2SE et le CEA : la fabrication de la première batterie électrique sodium-ion au format standard 18650 : un cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de hauteur. Une étape clé dans la course engagée par les chercheurs du monde entier pour développer un concurrent au lithium-ion pour les applications stationnaires.

Partager


Crédits : V.GUILLY/CEA

VOS INDICES

source

logo indice & contations

Le contenu des indices est réservé aux abonnés à L’Usine Nouvelle

Je me connecte Je m'abonne

L'Usine Nouvelle : Quelle est cette technologie sodium-ion sur laquelle vous travaillez ?

Christian Masquelier : Il s’agit d’une alternative au lithium-ion qui s’en inspire directement. Comme dans les batteries Li-ion, il y a deux électrodes et un électrolyte organique. Mais ce sont des ions sodium qui circulent entre les électrodes au lieu d’ions lithium. Les matériaux sont aussi très différents. Il y a peu d’entreprises qui s’y intéressent, mais c’est un domaine qui mobilise de plus en plus de chercheurs académiques dans le monde, notamment au Japon, aux Etats-Unis et en Espagne.

Quelles sont les performances de votre technologie et en quoi peut-elle concurrencer le lithium-ion ?

Notre batterie affiche une densité d’énergie – la quantité d’électricité qu’on peut stocker par kg de batterie – de 90 Wh/kg. Elle peut être chargée et déchargée rapidement (une heure) et sa durée de vie – au bout de laquelle sa capacité n’est plus que de 80% de sa capacité initiale – dépasse 2000 cycles de charge-décharge. C’est donc une batterie opérationnelle. Sa densité d’énergie pourra encore progresser, à peut-être 130-140 Wh/kg, mais elle restera en deçà des meilleures batteries Li-ion, qui atteignent 200 Wh/kg. En revanche, ses matériaux devraient coûter bien moins cher que ceux du Li-ion et elle devrait concurrencer cette technologie sur les applications pour lesquelles la densité d’énergie n’est pas prioritaire, comme le stockage stationnaire d’énergie.

Pourquoi avoir réalisé un prototype au format 18650 ?

C’est la première fois qu’est fabriquée une batterie sodium-ion au format 18650 – un cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de hauteur. C’est important car c’est un standard très répandu, qui équipe nos ordinateurs portables - et les voitures Tesla. Quand on affiche des performances dans ce format, ça parle. Cela veut aussi dire que la technologie ne se cantonne pas au laboratoire. Sur une cellule de cette taille, il faut des quantités importantes de matière, des films de grande longueur. C’est le stade pré-industriel. Ce n’est pas à portée de tout le monde.

Qui est derrière cette première ?

Ce sont des chercheurs académiques du CNRS et du CEA. Ce qui est remarquable, c’est que nous sommes allés très vite – moins de deux ans – pour parvenir à ce stade pré-industriel. Cela démontre la puissance de l’alliance du CEA et du CNRS ainsi que de notre démarche en « task-force », sans industriel : une dizaine de personnes issues de cinq ou six labos, qui ont bénéficié des lignes de production pilotes du CEA. Cette rapidité et cette diversité n’auraient pas été possibles en travaillant directement avec un industriel soucieux de sa propriété industrielle.

L’étape d’après, c’est l’industrialisation…

Là, il faudra des industriels ! Parmi la quinzaine d’industriels qui sont dans notre réseau RS2E, dont Saft, Renault, Total, Solvay, etc…, il y en a de très intéressés. Nous pourrons leur licencier les technologies que nous avons brevetées. Il faudra bien sûr qu’il y ait un marché, mais les choses pourraient aller vite. Comme nous l’avons montré avec notre prototype réalisé sur les lignes pilotes du CEA, notre technologie sodium-ion peut être transposée sur des lignes de production conçues pour le lithium-ion. C’est un avantage crucial.

Propos recueillis par Manuel Moragues

1 Commentaire

Pourquoi la petite batterie sodium-ion mise au point par le CEA et le CNRS a tout d'une grande

Anonyme
07/05/2019 13h:05

Bonjour, "Sa densité d’énergie pourra encore progresser, à peut-être 130-140 Wh/kg, mais elle restera en deçà des meilleures batteries Li-ion, qui atteignent 200 Wh/kg. " Je ne suis pas d'accord, l'article suivant prouve que les batteries sodium-ion peuvent progresser jusqu'à 400Wh/kg. Il date de 2007. Il serait judicieux de corriger votre article : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17828278 Certes on parle de 200 cycles de charge / décharges, mais c'est possible et la durée de vie peut être améliorée. Les Tesla sont autour de 250Wh/kg actuellement.

Réagir à ce commentaire
1 Commentaire

Partager

SUJETS ASSOCIÉS
NEWSLETTER Energie et Matières premières
Nos journalistes sélectionnent pour vous les articles essentiels de votre secteur.

Votre demande d’inscription a bien été prise en compte.

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes... Lire la suite

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes du : Groupe Moniteur Nanterre B 403 080 823, IPD Nanterre 490 727 633, Groupe Industrie Service Info (GISI) Nanterre 442 233 417. Cette société ou toutes sociétés du Groupe Infopro Digital pourront l'utiliser afin de vous proposer pour leur compte ou celui de leurs clients, des produits et/ou services utiles à vos activités professionnelles. Pour exercer vos droits, vous y opposer ou pour en savoir plus : Charte des données personnelles.

Fermer
LES ÉVÉNEMENTS L'USINE NOUVELLE

LES SERVICES DE L'USINE NOUVELLE

ARTICLES LES PLUS LUS