Les batteries sodium-ion émergent comme une alternative révolutionnaire aux batteries lithium-ion actuelles. Imaginez alimenter votre voiture ou votre maison avec le même sodium que l’on trouve dans le sel de table – c’est la promesse de cette nouvelle technologie. Avec la flambée des prix du lithium ces dernières années et l’augmentation des préoccupations concernant la chaîne d’approvisionnement, l’intérêt pour les batteries à base de sodium a explosé. Ces batteries offrent la perspective alléchante de coûts plus bas, une sécurité améliorée, et l’utilisation de matériaux abondants, amenant beaucoup à se demander : Les batteries sodium-ion pourraient-elles révolutionner le stockage d’énergie et les véhicules électriques ?
Dans ce rapport complet, nous expliquerons ce que sont les batteries sodium-ion et comment elles fonctionnent, comparerons leurs avantages et inconvénients par rapport aux cellules lithium-ion, explorerons les applications actuelles (des voitures électriques au stockage sur réseau), et mettrons en avant les derniers développements en date d’août 2025. Nous présenterons également les principales entreprises et chercheurs qui stimulent l’innovation dans le sodium-ion, et examinerons les défis à relever pour le déploiement à grande échelle de cette technologie prometteuse.
Qu’est-ce qu’une batterie sodium-ion ?
Les batteries sodium-ion sont des batteries rechargeables qui utilisent des ions sodium (Na⁺) pour stocker et libérer de l’énergie, tout comme les batteries lithium-ion utilisent des ions lithium. En fait, un expert de premier plan affirme que « la technologie sodium-ion est vraiment un clone de la technologie lithium-ion » physics.aps.org. Structurellement, elles fonctionnent de la même manière : la batterie possède deux électrodes (une cathode et une anode) avec un électrolyte liquide entre elles. Lorsque la batterie se charge et se décharge, les ions sodium se déplacent d’une électrode à l’autre à travers l’électrolyte, tandis que les électrons circulent dans un circuit externe pour fournir de l’énergie physics.aps.org.
- Cathode (électrode positive) : Généralement composée d’un composé contenant du sodium. Les chercheurs ont développé plusieurs types de matériaux de cathode, notamment des oxydes métalliques en couches à base de sodium, des composés polyanioniques (comme le phosphate de vanadium sodique), et des analogues du bleu de Prusse physics.aps.org. Ceux-ci sont analogues aux composés de cobalt ou de fer au lithium utilisés dans les batteries Li-ion, mais formulés pour accueillir des ions sodium.
- Anode (électrode négative) : Souvent composée de « hard carbon », une forme de carbone capable d’absorber les ions sodium. (Les anodes en graphite pur utilisées dans les Li-ion ne fonctionnent pas bien pour le sodium, donc le hard carbon – un carbone désordonné – est utilisé à la place physics.aps.org.) L’anode absorbe les ions sodium lors de la charge de la batterie, et les libère lors de la décharge.
- Électrolyte : Une solution liquide contenant un sel de sodium (comme l’hexafluorophosphate de sodium) dans des solvants organiques, fonctionnant de manière similaire aux électrolytes Li-ion physics.aps.org. L’électrolyte transporte les ions sodium entre l’anode et la cathode mais bloque les électrons, forçant ces derniers à passer par le circuit pour effectuer un travail utile.
Comment ça marche : Lors de la charge, une source d’alimentation externe pousse les électrons dans l’anode et les retire de la cathode. Pour équilibrer la charge, les ions sodium de la cathode migrent à travers l’électrolyte et s’insèrent dans l’anode en carbone. Lors de la décharge, le processus s’inverse : les ions sodium quittent l’anode et retournent vers la cathode, tandis que les électrons circulent dans le circuit pour alimenter un appareil physics.aps.org. Ce mouvement de va-et-vient des ions sodium est essentiellement le même principe qui a fait le succès des batteries lithium-ion, mais en utilisant le sodium comme porteur de charge.
Avantages des batteries sodium-ion
Pourquoi tout cet engouement autour du sodium ? Les batteries sodium-ion présentent plusieurs avantages potentiels par rapport à la technologie lithium-ion traditionnelle :
- Matériaux abondants et peu coûteux : Le sodium est l’un des éléments les plus courants sur Terre – il peut même être extrait de l’eau de mer. En revanche, le lithium est relativement rare et géographiquement concentré. Les experts notent que le sodium est 1000 fois plus abondant que le lithium dans la croûte terrestre physics.aps.org. Cette abondance se traduit par des coûts de matières premières plus faibles ; le carbonate de sodium coûte aussi peu que 0,05 $ par kilogramme, contre environ 15 $ par kilogramme pour le carbonate de lithium sodiumbatteryhub.com. En théorie, cela pourrait rendre les cellules sodium-ion beaucoup moins chères à produire une fois la technologie arrivée à maturité. De plus, les cathodes sodium-ion utilisent souvent des métaux bon marché comme le fer et le manganèse au lieu de cobalt ou de nickel coûteux. « Les batteries sodium-ion évitent l’utilisation de matériaux rares et problématiques pour l’environnement comme le cobalt et le nickel, » réduisant la dépendance aux minéraux critiques sodiumbatteryhub.com.
- Sécurité améliorée (risque d’incendie réduit) : La chimie sodium-ion pourrait réduire le risque d’incendies et d’emballement thermique qui affectent parfois les batteries au lithium. Des experts du secteur notent que les batteries sodium-ion sont plus stables à haute température et ont obtenu de meilleurs résultats lors des tests de pénétration par clou et d’écrasement energy-storage.news. Les cellules sont moins sujettes à la formation de dendrites et à la surchauffe qui peuvent provoquer des incendies de batteries au lithium. Dans les véhicules électriques, le potentiel de réduction du risque d’incendie est un argument de vente majeur reuters.com. Un fabricant chinois de batteries a même rapporté que ses packs sodium-ion ont passé les tests d’abus (comme la perforation) de façon plus sûre que les packs lithium conventionnels energy-storage.news.
- Recharge rapide & haute puissance : Malgré l’utilisation d’un ion plus lourd, les cellules sodium-ion peuvent offrir une excellente puissance et des vitesses de charge élevées. Les ions sodium possèdent un nuage de charge électrique plus « diffus » que le lithium, ce qui leur permet étonnamment de traverser plus rapidement les matériaux de la batterie physics.aps.org. Cela signifie que les batteries sodium-ion peuvent délivrer un courant élevé (pour l’accélération ou une forte demande de puissance) et se recharger rapidement. Jean-Marie Tarascon, pionnier de la recherche sur les batteries, explique que le plus gros ion sodium peut se déplacer rapidement grâce à la répartition de sa charge, permettant potentiellement une puissance supérieure et une recharge plus rapide que le Li-ion physics.aps.org. En fait, une batterie sodium-ion développée en France pour les outils électriques peut se recharger en moins de 5 minutes et supporter des milliers de cycles physics.aps.org, démontrant ainsi la capacité de haute puissance. Une telle recharge rapide pourrait être un grand avantage pour les véhicules électriques et les appareils.
- Meilleures performances par temps froid : Les utilisateurs en climat froid savent que les batteries au lithium perdent en performance par temps glacial. La chimie sodium-ion a aussi un avantage ici. Des prototypes ont montré la capacité de fonctionner par grand froid (jusqu’à -20°C voire -40°C) avec moins de perte de capacité sodiumbatteryhub.com. Cette résistance aux basses températures pourrait rendre les batteries sodium idéales pour les applications extérieures et l’utilisation hivernale, là où les batteries au lithium souffrent.
- Potentiel de longue durée de vie : Les premières données indiquent que les batteries sodium-ion peuvent être très durables. Certains modèles, en particulier ceux utilisant des matériaux d’électrode à base de bleu de Prusse, ont atteint une durée de vie impressionnante – des milliers, voire des dizaines de milliers de cycles de charge/décharge tout en conservant la majeure partie de leur capacité sodiumbatteryhub.com. Par exemple, une chimie commerciale de cellule sodium-ion offre plus de 7 000 cycles (durée de vie de 20 ans) avec 80 % de rétention de capacité sodiumbatteryhub.com, bien au-delà de la durée de vie typique d’une batterie lithium-ion en cyclage profond. Une telle longévité est très attrayante pour le stockage d’énergie stationnaire et d’autres usages où la batterie est cyclée quotidiennement.
- Durabilité environnementale : Au-delà des avantages liés à l’approvisionnement, les batteries sodium-ion pourraient être plus écologiques à produire et à éliminer. Elles utilisent des matériaux non toxiques (pas de cobalt, pas de sels de lithium) et pourraient simplifier le recyclage puisque les sels de sodium sont plus faciles à manipuler. Bien que la production actuelle de batteries sodium ne soit pas encore totalement optimisée, les experts sont convaincus qu’avec l’industrialisation, le sodium-ion offrira une performance environnementale globale encore meilleure que les systèmes au lithium physics.aps.org. Un impact moindre sur les ressources et l’élimination de l’exploitation minière éthiquement problématique (comme le cobalt dans les zones de conflit) donnent au sodium un avantage éthique.
En résumé, la technologie sodium-ion promet une batterie moins chère, plus sûre et plus durable. Comme le dit le professeur Tarascon, beaucoup considèrent cette « technologie verte » comme ayant « une place dans l’avenir » du stockage d’énergie physics.aps.org.
Inconvénients et défis du sodium-ion (vs lithium-ion)
Si les batteries sodium-ion sont si formidables, pourquoi ne sont-elles pas encore partout ? La vérité est que la technologie sodium-ion fait encore face à d’importantes limitations et tente de rattraper le lithium-ion dans plusieurs domaines :
- Densité d’énergie plus faible : Le principal inconvénient est que les cellules sodium-ion ne peuvent tout simplement pas stocker autant d’énergie par poids ou volume que les cellules lithium-ion – du moins pas encore. Chimiquement, le sodium a une tension plus faible et une masse atomique plus élevée que le lithium, ce qui se traduit par des batteries dont la densité d’énergie est en moyenne inférieure de 20 à 30 % physics.aps.org. Concrètement, une batterie sodium-ion d’une taille donnée offrira moins de kilomètres d’autonomie ou d’heures d’utilisation qu’une batterie lithium de taille similaire. Tarascon note franchement qu’en termes d’autonomie, « le sodium ne peut pas battre le lithium » physics.aps.org. Cette teneur énergétique plus faible signifie que des batteries plus lourdes ou plus volumineuses sont nécessaires pour atteindre la même autonomie ou durée d’utilisation, un facteur critique pour les véhicules électriques (VE) où le poids et l’espace sont précieux.
- Poids plus élevé : Parce que les atomes de sodium sont trois fois plus lourds que ceux de lithium et qu’il faut plus de matière pour compenser la moindre énergie, les packs sodium-ion pèseront plus lourd pour la même capacité. Cela réduit l’efficacité des véhicules et constitue un défi clé pour les VE haute performance. Ce n’est pas un problème pour le stockage stationnaire, mais dans les voitures, chaque kilogramme supplémentaire compte.
- Technologie naissante & montée en échelle : Les batteries lithium-ion ont bénéficié de plus de 30 ans de développement et d’économies d’échelle massives. Le sodium-ion est relativement nouveau sur le marché – ce n’est que ces dernières années que les entreprises ont commencé la production pilote. En 2025, les cellules sodium-ion sont principalement produites en petites séries ou sur des lignes de démonstration, donc les coûts ne sont pas encore inférieurs à ceux du lithium-ion. Une analyse de Stanford a révélé que malgré des ingrédients moins chers, les batteries sodium actuelles peuvent encore coûter plus cher par unité d’énergie que les batteries lithium en raison de leur densité d’énergie plus faible et d’une fabrication immature news.stanford.edu. Atteindre la parité des coûts nécessitera des percées technologiques continues et une montée en échelle de la production (pour faire baisser les coûts unitaires). En résumé, les économies d’échelle ne sont pas encore là.
- Applications limitées au début : En raison des facteurs ci-dessus, le sodium-ion n’est pas (encore) un substitut direct pour tous les usages du lithium-ion. Les batteries sodium de première génération ont été ciblées sur des applications de niche ou d’entrée de gamme (comme les trottinettes électriques, les VE d’entrée de gamme ou le stockage sur réseau) plutôt que sur les voitures électriques haut de gamme ou les smartphones. Il faudra du temps et de la R&D pour améliorer la densité d’énergie afin que le sodium-ion puisse rivaliser dans l’électronique haut de gamme ou les véhicules longue distance. L’adoption par l’industrie pourrait être lente tant que les performances ne s’améliorent pas davantage ou que les prix du lithium ne flambent pas à nouveau.
- Défis de la chaîne d’approvisionnement et des matériaux : Bien que le sodium lui-même soit abondant, les batteries sodium-ion nécessitent encore d’autres matériaux (anodes en carbone, électrolytes spécialisés, minéraux pour la cathode). Certaines cathodes sodium de pointe utilisent des éléments rares ou coûteux comme le vanadium ou le nickel, ce qui pourrait compliquer le récit de la « solution bon marché et abondante » news.stanford.edu. Par exemple, une cathode haute performance est le phosphate de vanadium et de sodium – efficace mais dépendante du vanadium. Les chercheurs travaillent à éliminer les éléments coûteux et à ne s’appuyer que sur des éléments réellement abondants (fer, manganèse, etc.) news.stanford.edu. De plus, de nouvelles chaînes d’approvisionnement doivent être développées pour des éléments comme le carbone dur de qualité batterie et d’autres composants spécifiques au sodium, car la chaîne d’approvisionnement des batteries lithium ne peut pas toujours être réutilisée directement pour le sodium. Le développement de ces chaînes d’approvisionnement nécessitera des investissements et du temps, même si heureusement, une grande partie des équipements de production lithium-ion existants peuvent être adaptés aux cellules sodium-ion energy-storage.news.
- Empreinte carbone initiale plus élevée : Paradoxalement, les batteries sodium-ion actuelles peuvent avoir une empreinte carbone de fabrication légèrement supérieure par kWh à celle du lithium-ion. Cela s’explique par le fait que construire une batterie sodium avec une densité énergétique plus faible signifie utiliser plus de matériaux pour stocker la même énergie, ce qui entraîne actuellement des émissions plus élevées lors de la production physics.aps.org. Une analyse du cycle de vie a montré que les cellules sodium-ion émettent plus de gaz à effet de serre lors de la production qu’une batterie lithium-ion équivalente, principalement en raison de la masse plus importante de matériaux nécessaires physics.aps.org. Cependant, cela devrait s’améliorer à mesure que les conceptions deviennent plus efficaces. Un analyste a noté qu’il ne s’agit que d’une « photographie actuelle » et qu’avec l’optimisation, les batteries sodium pourraient atteindre une meilleure durabilité globale que les systèmes au lithium physics.aps.org.
Malgré ces défis, les chercheurs et les leaders de l’industrie restent optimistes quant à la possibilité de combler de nombreuses lacunes. Shirley Meng, professeure à l’Université de Chicago qui travaille sur les batteries depuis 20 ans, s’attend à des progrès rapides maintenant que les produits sodium-ion arrivent sur le marché. « Je n’ai aucun doute que les meilleures batteries sodium-ion fonctionneront aussi bien que les lithium-ion en moins de 10 ans, » déclare Meng physics.aps.org . Le consensus est que le sodium-ion ne remplacera pas complètement le lithium-ion , mais il n’en a pas besoin – même s’il conquiert des niches spécifiques et la moitié du marché, ce serait un immense succès. En fait, le fondateur de CATL, Robin Zeng, a suggéré que les batteries sodium-ion pourraient potentiellement s’emparer jusqu’à 50 % de la part de marché des batteries lithium fer phosphate (LFP) à moindre coût à l’avenir reuters.com . La course est désormais lancée pour affiner la technologie et augmenter la production afin de réaliser la promesse du sodium-ion.
Applications et cas d’utilisation actuels
Les batteries sodium-ion sont rapidement passées des prototypes de laboratoire aux applications réelles. Bien qu’elles soient encore émergentes, elles sont déjà en phase pilote dans plusieurs secteurs importants :
Véhicules électriques (VE)
Les voitures électriques et autres véhicules sont une cible naturelle pour les batteries sodium-ion, grâce à leurs avantages en termes de coût et de sécurité. Les premiers VE sodium-ion ont déjà fait leurs débuts en Chine. En 2023, le constructeur automobile chinois JAC, en partenariat avec l’entreprise de batteries HiNa, a dévoilé une voiture électrique compacte appelée la Hua Xianzi , alimentée par une batterie sodium-ion sodiumbatteryhub.com . Cette voiture cinq places peut parcourir plus de 155 miles (250 km) avec une charge , prouvant que la technologie sodium-ion peut propulser un véhicule pratique sodiumbatteryhub.com . Bien que son autonomie soit modeste selon les standards actuels des VE, cela souligne le potentiel des batteries sodium pour des voitures urbaines économiques. HiNa s’est concentrée sur de telles applications depuis des années (y compris les bus électriques et les véhicules à basse vitesse) et a même construit la première ligne de production mondiale dédiée aux matériaux pour batteries sodium-ion sodiumbatteryhub.com .
D’autres constructeurs automobiles suivent le mouvement. Chery Automobile (un autre constructeur automobile chinois) a annoncé son intention d’utiliser les batteries sodium-ion de CATL dans un futur modèle physics.aps.org. Et BYD, l’un des plus grands fabricants mondiaux de batteries pour véhicules électriques, investit dans le sodium-ion pour les petites voitures citadines et les deux-roues. BYD prévoit que les batteries sodium-ion pourraient être 15 à 30 % moins chères que les batteries lithium-ion LFP d’ici 2025, ce qui les rend idéales pour les véhicules électriques économiques energy-storage.news. La densité énergétique plus faible signifie que ces batteries sont initialement destinées à des véhicules plus petits ou des modèles à plus courte autonomie, où une grosse batterie n’est pas nécessaire physics.aps.org. Comme l’a noté un porte-parole de CATL, le premier marché cible pour le sodium-ion dans les véhicules électriques sera probablement « les petites voitures et les véhicules à deux roues » où les exigences d’autonomie sont moindres physics.aps.org.
Il est important de noter que les avantages en matière de sécurité et de coût du sodium-ion le rendent attractif pour électrifier des véhicules qui privilégient le prix et la durabilité plutôt que l’autonomie maximale. Par exemple, il existe un intérêt pour l’utilisation de batteries sodium dans les flottes de véhicules électriques, les bus ou les fourgonnettes de livraison à faible vitesse qui n’ont pas besoin d’une grande autonomie mais bénéficieraient de coûts réduits et d’une longue durée de vie. Même les deux-roues électriques et les rickshaws dans les pays en développement pourraient adopter le sodium-ion, car ces marchés sont extrêmement sensibles au prix et les besoins en autonomie sont modestes. Certains rapports ont même suggéré que Tesla pourrait envisager les batteries sodium-ion pour sa future voiture économique à 25 000 $, afin d’atteindre des objectifs de coût ambitieux sodiumbatteryhub.com. (Tesla ne l’a pas confirmé, mais le fait qu’une telle spéculation existe montre l’intérêt de l’industrie pour la technologie sodium.)
Stockage d’énergie sur le réseau
La plus grande ferme de batteries sodium-ion au monde – un système de stockage d’énergie de 100 MWh (mégawattheures) à Hubei, en Chine – a été mise en service à la mi-2024 dans le cadre des efforts visant à diversifier le stockage sur réseau au-delà du lithium energy-storage.news. Chaque conteneur abrite des racks de batteries sodium-ion pour stocker l’énergie renouvelable et fournir une alimentation de secours.
Compte tenu de leur faible coût par cycle et de leur sécurité, les batteries sodium-ion sont prêtes à jouer un rôle majeur dans le boom du stockage de l’énergie renouvelable. Elles peuvent être installées dans de grandes fermes de batteries pour décaler l’énergie solaire vers la nuit, soutenir le réseau lors des pics de demande, et fournir une alimentation de secours sans les risques d’incendie du lithium. Les services publics et les développeurs de projets suivent de près les projets sodium en Chine, et des programmes pilotes démarrent ailleurs (par exemple, l’Inde mène également des essais de stockage par batteries sodium-ion sur son réseau). Le stockage de longue durée est un autre axe : de nouvelles chimies à base de sodium (comme les batteries sodium-fer) sont explorées pour une très longue durée de vie, visant à stocker l’énergie pendant plus de 8 heures de façon économique sodiumbatteryhub.com. Tout cela suggère que le stockage stationnaire pourrait être le premier secteur où les batteries sodium-ion seront largement adoptées.
Autres usages émergents
En dehors des voitures et du stockage sur réseau, les batteries sodium-ion trouvent une adoption précoce dans quelques autres domaines :
- Énergie portable et électronique : N’attendez pas de voir du sodium-ion dans votre smartphone tout de suite (les cellules sont encore trop volumineuses pour l’électronique mobile haut de gamme). Cependant, il existe déjà des prototypes de banques d’alimentation sodium-ion et de solutions de stockage d’énergie à bas coût pour les consommateurs. Par exemple, une startup chinoise a récemment lancé une banque d’alimentation USB sodium-ion – elle est plus encombrante qu’une version lithium, mais se recharge rapidement et est très sûre (ne surchauffe pas dans votre poche). Ces produits restent de niche, mais ils démontrent le potentiel pour l’électronique grand public, surtout si la densité énergétique s’améliore. Dans les régions où l’accessibilité financière est essentielle, les futurs ordinateurs portables ou gadgets pourraient utiliser le sodium-ion s’ils peuvent supporter un peu plus de poids.
- Outils électriques et équipements : L’un des premiers produits commerciaux à utiliser une batterie sodium-ion fut en réalité une perceuse sans fil. En 2022, la société française Tiamat (avec des recherches dirigées par le Dr Tarascon) a fourni des batteries sodium-ion pour une perceuse pouvant se recharger en moins de 5 minutes et durer plus de 5 000 cycles physics.aps.org. Ce type d’outil montre que le sodium-ion peut fournir des pics de puissance élevés et une recharge rapide – un atout pour les outils de chantier et industriels qui doivent être rapidement rechargés. On pourrait voir davantage d’outils électriques, de tondeuses ou de trottinettes électriques utilisant des batteries sodium dans les prochaines années, surtout sur les marchés professionnels qui valorisent la longue durée de vie des cycles.
- Mobilité électrique à basse vitesse : En dehors des voitures, les batteries sodium-ion conviennent parfaitement aux vélos électriques, trottinettes électriques et tricycles. Ces véhicules électriques légers ont généralement de petites batteries (donc la pénalité de poids reste gérable) et sont extrêmement sensibles au coût dans des marchés comme l’Inde, l’Asie du Sud-Est et l’Afrique. Les premiers deux-roues électriques à batterie sodium-ion sont attendus prochainement. Par exemple, Reliance Industries en Inde (qui a acquis la startup britannique Faradion spécialisée dans le sodium) testerait actuellement des batteries sodium-ion interchangeables pour trottinettes et rickshaws sodiumbatteryhub.com. De telles stations de batteries interchangeables pourraient réduire le coût initial des VE et exploiter la capacité de charge rapide du sodium. De même, l’entreprise chinoise BYD a un partenariat avec Huaihai pour développer des batteries sodium-ion pour les petits véhicules urbains et vélos électriques sodiumbatteryhub.com.
- Aviation et transports de niche : Des recherches sont même en cours pour utiliser des batteries à base de sodium dans des domaines de niche comme l’aviation électrique (sous forme hybride) ou comme prolongateurs d’autonomie. Ces applications sont expérimentales, mais des usages créatifs (par exemple, une batterie hybride sodium-air testée pour l’aviation sodiumbatteryhub.com) illustrent l’étendue des explorations en électrochimie du sodium.
Dans l’ensemble, les batteries sodium-ion passent du laboratoire au monde réel. Les premiers cas d’utilisation se concentrent sur des applications sensibles au coût et où la sécurité est prioritaire : pensez au stockage sur réseau, aux flottes de véhicules, aux véhicules électriques d’entrée de gamme et aux appareils où une densité d’énergie ultra-élevée n’est pas essentielle. À mesure que la technologie s’améliore, on peut s’attendre à ce qu’elle s’étende à l’électronique grand public et aux véhicules longue distance. Mais même à court terme, le sodium-ion prouve sa valeur dans des domaines où le lithium-ion n’est peut-être pas idéal en raison du coût ou de la sécurité.
Principales entreprises et recherches qui stimulent le développement du sodium-ion
L’essor des batteries sodium-ion est devenu un effort mondial, impliquant des startups innovantes, des laboratoires universitaires et certains des plus grands fabricants de batteries au monde. Voici quelques-uns des acteurs et contributeurs clés dans le paysage du sodium-ion :
- Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) – Le géant chinois de la batterie : CATL est le plus grand fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques (fournissant notamment Tesla) et un pionnier du sodium-ion. En 2021, CATL a été la première grande entreprise à dévoiler un prototype de batterie sodium-ion reuters.com. Depuis, ils ont développé une cellule sodium-ion de deuxième génération (marque “Naxtra”) avec une densité énergétique d’environ 160–175 Wh/kg reuters.com, presque équivalente à celle des cellules lithium-fer-phosphate. CATL prévoit de lancer la production de masse de batteries sodium-ion d’ici décembre 2025 reuters.com. Robin Zeng (fondateur de CATL) est très optimiste sur le sodium-ion, estimant qu’il pourrait prendre une part importante du marché des batteries LFP au lithium reuters.com. CATL est également à l’avant-garde d’une approche “double chimie” – associant des cellules sodium-ion et lithium-ion dans un même pack pour exploiter les avantages de chaque technologie. Cela pourrait compenser l’autonomie plus faible du sodium tout en réduisant les coûts. En tant que leader du secteur, l’engagement agressif de CATL donne une grande crédibilité à la technologie sodium-ion.
- Batterie HiNa – Pionniers en Chine : HiNa (également connue sous le nom de Zhongke Haina) est une startup chinoise issue de l’Académie chinoise des sciences et est dédiée uniquement aux batteries sodium-ion. Ils travaillent sur ce sujet depuis une décennie et ont réalisé plusieurs premières : première ligne de production pilote, premier déploiement dans des véhicules électriques (la voiture JAC), et fourniture du plus grand projet de réseau sodium au monde sodiumbatteryhub.com, energy-storage.news. HiNa produit différents formats de cellules (cylindriques, poche, prismatique) et augmente sa capacité de production. Le soutien du gouvernement chinois à des projets comme la ferme de stockage Datang montre la confiance dans la technologie de HiNa. Le travail de HiNa se concentre sur des matériaux à faible coût (ils utilisent des cathodes au bleu de Prusse et du carbone dur) et ils affirment avoir résolu les problèmes de performance antérieurs. Leur directeur général, Li Shujun, est l’un des plus fervents défenseurs du sodium-ion au niveau mondial energy-storage.news.
- BYD et autres entreprises chinoises : Outre CATL et HiNa, presque toutes les grandes entreprises chinoises de batteries ont un programme sodium-ion. BYD, via une coentreprise avec Huaihai, met en place une production de batteries sodium destinée aux petits véhicules électriques. Farasis Energy, un autre fabricant chinois de batteries, a annoncé des projets sodium-ion et des accords de prototypes de véhicules physics.aps.org. Des entreprises comme CNGR et Great Wall ont investi dans la production de matériaux pour batteries sodium. Il existe même une norme nationale chinoise pour les batteries sodium-ion établie en 2023 sodiumbatteryhub.com, ce qui montre le soutien du gouvernement. En résumé, China Inc. est à fond sur le sodium-ion, investissant massivement pour le commercialiser en complément du lithium.
- Faradion (Royaume-Uni/Inde) : Faradion a été l’une des premières startups occidentales (fondée en 2010 au Royaume-Uni) à travailler sur le sodium-ion. Ils ont développé une chimie propriétaire d’anode et de cathode en carbone qui a atteint une densité énergétique respectable (~140 Wh/kg) et une bonne durée de vie. En 2022, Reliance Industries d’Inde a acquis Faradion pour 135 millions de dollars, avec l’objectif de fabriquer des batteries sodium-ion à grande échelle en Inde sodiumbatteryhub.com. Reliance (un grand conglomérat énergétique) prévoit d’utiliser la technologie de Faradion pour tout, du stockage réseau aux batteries pour véhicules électriques deux et trois roues sur le vaste marché indien. Ils testent même des packs de batteries sodium interchangeables pour scooters électriques comme mentionné. L’équipe de Faradion, désormais sous Reliance, est un acteur majeur à surveiller, reliant l’innovation britannique à la dynamique industrielle indienne.
- Natron Energy (États-Unis) : Natron est une entreprise de la Silicon Valley qui se concentre sur une chimie sodium-ion unique à base de bleu de Prusse. Plutôt que de rivaliser sur la densité énergétique, les batteries de Natron se distinguent par une recharge ultra-rapide et une durée de vie extrêmement longue, ce qui est parfait pour les centres de données, la sauvegarde télécom et l’alimentation industrielle. Ils ont attiré des investissements de géants comme Chevron et United Airlines natron.energy. Natron a ouvert une usine de production dans le Michigan – ce qui en fait le premier producteur commercial de cellules sodium-ion aux États-Unis natron.energy. Ils s’étendent vers des marchés comme le soutien aux bornes de recharge rapide pour véhicules électriques (batteries tampons) et espèrent atteindre une échelle de gigafactory d’ici la fin des années 2020 fossforce.com. Le succès de Natron pourrait susciter un plus grand intérêt américain pour le sodium-ion, en particulier pour les réseaux électriques et les usages militaires où la sécurité est primordiale.
- Tiamat (France) : Cofondée par le professeur Tarascon, Tiamat est une startup française travaillant sur des batteries sodium-ion haute puissance. Elle se concentre sur une cathode polyanionique (fluorophosphate de vanadium et de sodium) qui offre une excellente puissance et une bonne durée de vie physics.aps.org. Les cellules de Tiamat ont été utilisées dans la première perceuse électrique à batterie sodium et ils continuent d’affiner la chimie. Bien que petite, Tiamat représente la force de la recherche européenne dans le domaine des batteries. L’UE a également financé la R&D sur le sodium-ion à travers des projets et des consortiums (par exemple, le projet NAIMA a impliqué plusieurs laboratoires et entreprises européens collaborant au développement de batteries sodium).
- Laboratoires de recherche académique : De nombreuses universités et laboratoires nationaux font progresser la science des batteries sodium-ion. Aux États-Unis, un consortium de 50 millions de dollars du Département de l’Énergie appelé LENS (Lab for Energy Storage and Sustainability) a été lancé pour accélérer la recherche sur le sodium-ion sodiumbatteryhub.com. Cela implique des institutions comme Florida State University, Stanford (SLAC), et d’autres travaillant sur des percées en matière de matériaux. En Chine, l’Académie chinoise des sciences et les universités disposent d’équipes entières dédiées aux électrodes et électrolytes sodium-ion. L’Europe compte des chercheurs de premier plan en Espagne, en France, au Royaume-Uni et en Allemagne qui repoussent les limites (par exemple, l’ICMM d’Espagne a développé une nouvelle cathode durable, et l’Institut Fraunhofer en Allemagne s’intéresse aux batteries sodium à l’état solide sodiumbatteryhub.com). La communauté scientifique explore des idées de nouvelle génération comme les batteries sodium-métal sans anode, le sodium-ion à l’état solide, et de nouveaux électrolytes pour améliorer les performances sodiumbatteryhub.com. Cette innovation continue est cruciale pour résoudre les limitations actuelles.
- Autres acteurs notables : Altris en Suède (qui fabrique des matériaux de cathode à base de fer et s’associe pour l’ingénierie de production), Aquion (une entreprise américaine aujourd’hui disparue qui fabriquait des batteries sodium-ion à base d’eau salée pour une utilisation hors réseau, dont la technologie héritée est réexaminée), Zooline (Zoolnasm) en Chine (un nouvel acteur qui a levé 42 millions de dollars pour la fabrication de sodium-ion sodiumbatteryhub.com), et diverses startups en Inde (par exemple, une spin-off de l’IIT développant des cellules sodium à charge rapide sodiumbatteryhub.com). Même de grandes entreprises comme Stellantis (le constructeur automobile) ont manifesté de l’intérêt – Stellantis Ventures a investi dans une startup de batteries sodium pour diversifier l’approvisionnement futur en batteries pour véhicules électriques. Parallèlement, d’anciens experts batteries de Tesla ont lancé des entreprises axées sur les solutions sodium-ion, reconnaissant le potentiel du marché sodiumbatteryhub.com.
Ensemble, ces entreprises et équipes forment un écosystème dynamique qui amène rapidement les batteries sodium-ion sur le marché. De l’Asie à l’Europe en passant par les Amériques, d’importantes ressources sont investies dans la R&D, la montée en puissance des lignes pilotes et la planification de la production de masse. La concurrence et la collaboration entre ces acteurs accélèrent les progrès. Comme l’a plaisanté un observateur du secteur, 2025 s’annonce comme « l’année de la batterie sodium-ion », avec de plus en plus de produits et d’annonces qui s’enchaînent rapidement.
Actualités et développements récents (2024–2025)
Le secteur des batteries sodium-ion s’échauffe avec une série d’annonces, d’investissements et de jalons techniques. Voici un résumé des développements les plus significatifs à ce jour, en août 2025 :
- Avril 2025 – CATL dévoile la batterie de seconde génération « Naxtra » : Le géant chinois des batteries CATL a lancé une nouvelle marque de batteries sodium-ion, Naxtra, annonçant que la production de masse débutera en décembre 2025 reuters.com. Les premières cellules Naxtra auront une densité énergétique d’environ 175 Wh/kg – presque équivalente à celle des batteries lithium LFP utilisées dans de nombreux véhicules électriques reuters.com. CATL a également révélé un projet de système à double batterie (comme deux moteurs sur un avion) associant des modules sodium-ion à des modules lithium pour améliorer la performance globale et la sécurité reuters.com. Ouyang Chuying, co-président R&D de CATL, a souligné que les batteries sodium-ion pourraient présenter un avantage de coût par rapport au lithium-ion à mesure que la chaîne d’approvisionnement se développe reuters.com. Ce lancement très médiatisé souligne que CATL considère le sodium-ion comme un produit commercialement viable à très court terme.
- Juillet 2024 – La plus grande ferme de batteries sodium au monde mise en service : Une station de stockage d’énergie par batterie sodium-ion de 100 MWh (puissance de 50 MW) a été connectée au réseau électrique chinois dans la province du Hubei energy-storage.news. Construite par HiNa Battery et Datang Group, il s’agit de la première phase d’un projet de 200 MWh – la plus grande installation sodium-ion au monde. Ce projet s’inscrit dans une initiative nationale visant à trouver des alternatives au lithium pour le stockage sur réseau et fournit déjà une énergie stable au réseau energy-storage.news. Cela a marqué une validation majeure du sodium-ion pour le stockage à l’échelle des services publics, prouvant qu’il peut être déployé à l’échelle de >100 MWh. Le chef de projet a rapporté d’excellentes performances, citant une meilleure efficacité et une longue durée de vie même à des températures extrêmes pour le système sodium energy-storage.news. Les médias d’État chinois ont souligné que de tels projets réduisent la dépendance au lithium importé et exploitent les ressources nationales energy-storage.news.
- Début 2024 – Premiers véhicules électriques sodium-ion en production : En janvier 2024, le constructeur automobile chinois JAC a commencé la production en série d’un modèle de VE alimenté par des batteries sodium-ion, après des tests de prototypes réussis en 2023 electrive.com. À peu près au même moment, le constructeur concurrent Chery a dévoilé un VE équipé d’un pack sodium-ion de CATL, prévu pour une sortie en Chine. Il s’agissait des premières voitures électriques commerciales au monde sans lithium dans leurs batteries. Bien que produites en quantité limitée au départ, elles démontrent que le sodium-ion est prêt pour la route. La Hua Xianzi EV de JAC/HiNa avec une autonomie d’environ 250 km a attiré une attention significative en tant que preuve de concept sodiumbatteryhub.com. Les analystes s’attendent à ce que davantage de modèles chinois (notamment des citadines bon marché) adoptent des options sodium-ion dans les 1 à 2 prochaines années, compte tenu des économies réalisées.
- Investissements et partenariats en plein essor : Les deux dernières années ont vu d’importants investissements dans les startups et la production de batteries sodium-ion. Outre l’acquisition de Faradion par Reliance, des accords notables incluent l’investissement de TDK Ventures dans la startup américaine Peak Energy pour des batteries sodium-ion pour le réseau électrique sodiumbatteryhub.com, et l’investissement de United Airlines dans Natron Energy pour électrifier les équipements aéroportuaires avec des cellules sodium-ion natron.energy. En Europe, Fluor Corporation s’est associée à Altris pour concevoir ce qui est présenté comme la première usine de cellules sodium-ion à grande échelle au monde, avec pour objectif de démarrer la production en Suède sodiumbatteryhub.com. Plusieurs subventions gouvernementales ont également été attribuées : par exemple, la California Energy Commission a accordé des fonds à un projet sodium-ion (Unigrid) pour mettre en place une ligne de production pilote aux États-Unis sodiumbatteryhub.com. L’intérêt du capital-risque est élevé, avec plusieurs startups levant des fonds d’amorçage en 2024–2025 alors que la technologie se rapproche de la commercialisation.
- Percées technologiques : Les chercheurs continuent de s’attaquer aux derniers obstacles du sodium-ion. Fin 2024, une équipe de l’Université de Princeton a développé un nouveau matériau de cathode qui améliore considérablement la rétention d’énergie et la stabilité, aidant à combler l’écart avec les performances du lithium sodiumbatteryhub.com. Le Dincă Lab du MIT a présenté une cathode organique innovante (TPAQ) offrant une densité énergétique élevée à un coût potentiellement inférieur sodiumbatteryhub.com. Du côté de l’anode, les progrès réalisés avec des anodes en carbone dur et composites ont amélioré la capacité et la durée de vie sodiumbatteryhub.com. Certaines cellules expérimentales atteignent désormais des densités énergétiques allant jusqu’à 200 Wh/kg (se rapprochant des cellules lithium-ion de milieu de gamme) et des durées de vie de plus de 10 000 cycles avec une rétention de capacité supérieure à 80 % sodiumbatteryhub.com. Ces avancées, dont beaucoup ont été publiées en 2024–2025, montrent que l’écart de performance se réduit. Comme l’a titré un article, « Northvolt vs. Natron : la bataille de l’innovation sodium-ion » – même les acteurs établis des batteries lithium investissent massivement en R&D dans la technologie sodium-ion forumnordic.com.
- Tendances des politiques et du marché : Les gouvernements et les analystes du secteur reconnaissent de plus en plus le sodium-ion dans leurs prévisions. En 2025, la société d’études de marché IDTechEx a projeté que le marché des batteries sodium-ion pourrait atteindre plusieurs milliards de dollars d’ici 2030, en particulier dans le stockage stationnaire. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a mentionné pour la première fois les batteries sodium-ion dans son rapport annuel sur le stockage d’énergie, les citant comme une technologie émergente clé pour diversifier l’approvisionnement en batteries. Parallèlement, les tensions commerciales et les préoccupations liées à la sécurité des ressources favorisent indirectement l’adoption du sodium-ion – par exemple, l’accent mis par l’Inflation Reduction Act des États-Unis sur l’approvisionnement domestique en batteries a ouvert la voie à des chaînes d’approvisionnement basées sur le sodium qui ne dépendent pas du lithium importé sodiumbatteryhub.com. Les restrictions de la Chine sur les exportations de graphite (crucial pour les batteries lithium) ont également poussé d’autres pays à envisager des chimies alternatives comme le sodium, qui pourrait utiliser des matériaux d’origine locale, suscitant des titres comme « Comment les tensions commerciales favorisent l’adoption des batteries sodium-ion. » sodiumbatteryhub.com
Dans l’ensemble, les actualités de l’année écoulée dressent le portrait d’un progrès rapide et d’un élan croissant pour les batteries sodium-ion. Des améliorations en laboratoire aux produits arrivant réellement sur le marché, la technologie progresse sur tous les fronts. Les experts du secteur citent régulièrement une phrase célèbre : « l’heure du sodium-ion est enfin arrivée. » Les prochaines années seront cruciales pour déterminer jusqu’où et à quelle vitesse cette solution à base de sel peut aller.
Défis et perspectives
Malgré l’enthousiasme, d’importants défis subsistent avant que les batteries sodium-ion ne puissent réellement bouleverser le statu quo. L’augmentation de la production est la priorité numéro un. La capacité mondiale actuelle de fabrication de batteries lithium-ion se chiffre en centaines de gigawattheures par an ; le sodium-ion en est encore, au mieux, à quelques unités. Il faudra d’énormes investissements dans de nouvelles gigafactories et chaînes d’approvisionnement pour approcher l’échelle du lithium. La bonne nouvelle est qu’une grande partie du savoir-faire existant en matière de fabrication de batteries peut être transférée – les cellules sodium-ion peuvent souvent être fabriquées sur des équipements similaires à ceux du lithium energy-storage.news. Comme l’a noté une publication du secteur, la conception du sodium-ion est suffisamment similaire pour être un « drop in » sur les lignes de production actuelles dans certains cas energy-storage.news. Cela signifie que si la demande et l’économie le justifient, les entreprises pourraient réorienter une partie de leur production vers le sodium-ion relativement rapidement.
Un autre défi consiste à améliorer la densité énergétique et les performances afin d’élargir les applications du sodium-ion. L’écart se réduit, mais d’autres avancées sont nécessaires pour rendre le sodium-ion adapté aux véhicules électriques longue distance ou à l’électronique ultra-compacte. Les chercheurs explorent plusieurs pistes : de nouvelles cathodes à haut voltage, des électrolytes optimisés pour la stabilité, et même l’exploration des anodes en sodium-métal (analogues aux batteries lithium-métal) pour augmenter la capacité. Des travaux portent aussi sur les batteries hybrides sodium-lithium et même sur les batteries sodium à l’état solide qui pourraient bouleverser le secteur si elles voient le jour sodiumbatteryhub.com. La prochaine décennie de R&D devrait apporter des améliorations régulières. Comme l’a suggéré le Dr Meng, les déploiements réels fourniront des données aux laboratoires et accéléreront l’apprentissage physics.aps.org. Chaque cycle dans une batterie de réseau ou un véhicule électrique donne aux ingénieurs des informations pour affiner la technologie.D’un point de vue chaîne d’approvisionnement, le sodium-ion déplace la demande du lithium, du cobalt et du nickel, mais augmentera la demande pour d’autres matériaux comme les sels de sodium de haute pureté, l’aluminium (les cellules sodium utilisent souvent des collecteurs de courant en aluminium sur les deux électrodes, alors que les cellules lithium utilisent du cuivre sur l’anode), et le carbone dur. Ces chaînes d’approvisionnement ne posent pas de contraintes pour le moment – par exemple, la production de sel de sodium et d’aluminium est abondante – mais le contrôle qualité et l’approvisionnement régulier en matériaux de qualité batterie devront s’intensifier. Des entreprises comme Albemarle et Umicore, qui fournissent des ingrédients pour batteries lithium, pourraient aussi proposer des matériaux pour batteries sodium. Il sera important d’assurer la durabilité des ressources pour tous les matériaux sur lesquels le sodium-ion s’appuie (vanadium, cuivre, etc., selon la chimie). Heureusement, de nombreuses formulations sodium-ion tendent vers des éléments très courants (comme les cathodes fer-manganèse et le carbone), ce qui est prometteur pour la durabilité à long terme.
Une question clé est : où le sodium-ion trouvera-t-il sa place idéale ? La plupart des experts prévoient un rôle complémentaire plutôt qu’un remplacement total du lithium-ion. Les batteries sodium-ion devraient conquérir des segments de marché où leurs avantages sont mis en valeur – stockage stationnaire, où le poids importe peu et où le faible coût sur de nombreux cycles prime ; véhicules électriques d’entrée de gamme et petits modèles, où l’autonomie est secondaire par rapport à l’accessibilité ; et certains créneaux consommateurs ou industriels nécessitant sécurité et longue durée de vie (stockage domestique, outils électriques, etc.). Les batteries lithium-ion, en particulier les chimies avancées, continueront de dominer les besoins hautes performances comme les véhicules électriques de luxe longue portée, l’aviation et l’électronique très sensible au poids. La bonne nouvelle, c’est que le marché des batteries est si vaste et en croissance rapide que même conquérir une niche pourrait représenter des dizaines de gigawattheures de demande pour le sodium-ion. Par exemple, remplacer seulement une fraction des énormes déploiements de stockage réseau attendus dans le monde par du sodium-ion pourrait représenter un marché de plusieurs milliards de dollars.
Il existe également des facteurs externes qui pourraient influencer la trajectoire du sodium-ion. Si les prix du lithium flambent à nouveau comme en 2022, les batteries sodium-ion deviennent instantanément plus attractives économiquement (l’étude Stanford STEER a noté que les fluctuations du prix du lithium étaient une grande motivation pour envisager le sodium dès le départ news.stanford.edu). À l’inverse, si le lithium reste bon marché et abondant, le sodium devra le surpasser sur d’autres critères (sécurité, sécurité d’approvisionnement, etc.) pour gagner des parts de marché. Les politiques et incitations peuvent aussi jouer un rôle : les gouvernements pourraient soutenir les projets sodium-ion dans le cadre d’une stratégie sur les minéraux critiques ou pour stimuler le déploiement du stockage renouvelable sans dépendance aux importations. Les réglementations environnementales pourraient également favoriser le sodium-ion si sa production s’avère moins exigeante en eau et en terres (puisque l’extraction de saumure de lithium a été critiquée physics.aps.org).Un défi qui est davantage psychologique ou lié au marché est l’inertie et le conservatisme. Les acteurs de l’industrie peuvent hésiter à passer à une nouvelle chimie tant qu’elle n’est pas éprouvée, et les consommateurs peuvent avoir besoin d’être informés (par exemple, les acheteurs de véhicules électriques pourraient avoir besoin d’être rassurés sur le fait qu’une voiture à “batterie sodium” est aussi fiable qu’une à lithium). Il est essentiel de renforcer la confiance grâce à des données de performance en conditions réelles. Les premiers déploiements en Chine et ailleurs serviront de phase cruciale de validation. S’ils tiennent leurs promesses – durée de vie, sécurité et avantages en termes de coût – cela renforcera la confiance dans la technologie.
À l’avenir, les perspectives générales pour les batteries sodium-ion sont très optimistes. Pratiquement tous les analystes du secteur des batteries incluent désormais le sodium-ion dans la discussion sur le mix énergétique futur. Le calendrier souvent évoqué prévoit une montée en puissance à la fin des années 2020, et d’ici les années 2030, le sodium-ion pourrait représenter une part significative de la production mondiale de batteries (certaines estimations vont de 10 % à 20 % ou plus du marché d’ici 2035). Pour y parvenir, il faudra poursuivre les efforts sur les améliorations techniques et le passage à l’échelle, mais la dynamique est réelle. Comme l’a souligné Marcel Weil du KIT en Allemagne, parmi les nombreuses alternatives au lithium, « le sodium est à l’avant-garde » en termes de maturité et de similarité avec la technologie existante physics.aps.org. Cet avantage est déjà visible aujourd’hui, alors que le sodium-ion passe du laboratoire au marché plus rapidement que d’autres candidats comme le magnésium ou les batteries à électrolyte solide.
En conclusion, les batteries sodium-ion ont rapidement évolué d’une simple note historique à un acteur de premier plan dans le monde des batteries. Elles offrent une proposition séduisante : utiliser du sel bon marché et abondant pour alimenter nos appareils et véhicules modernes, réduisant ainsi les coûts et la pression sur les ressources. Ce n’est pas une solution miracle – le stockage d’énergie impliquera probablement plusieurs chimies – mais ce n’est pas nécessaire. En répondant à des besoins cruciaux (pour des batteries plus sûres, abordables et durables), la technologie sodium-ion peut considérablement renforcer la transition vers l’énergie propre. Les prochaines années nous diront jusqu’où cette révolution des “batteries au sel” peut aller. Au vu des progrès réalisés jusqu’en 2025, ne soyez pas surpris si votre prochaine batterie domestique ou votre VE surfe sur la vague du sodium. L’ère des batteries sodium-ion se lève, et cela pourrait bien être l’impulsion dont l’industrie a besoin pour un avenir énergétique plus résilient et plus vert.Sources : Les informations et citations de ce rapport proviennent de diverses sources publiques, notamment des interviews d’experts et des analyses dans Physics Magazine physics.aps.org, des actualités industrielles de Reuters reuters.com et Energy-Storage.news energy-storage.news, ainsi que des mises à jour de publications spécialisées sur les batteries et des rapports d’entreprises sodiumbatteryhub.com, physics.aps.org, natron.energy. Ces références (liens intégrés) fournissent plus de détails pour les lecteurs intéressés. La technologie des batteries sodium-ion évolue rapidement, donc rester informé via des médias fiables et les annonces des entreprises offrira les dernières informations au-delà d’août 2025.
