Les batteries sodium-ion passent le cap de l’industrialisation

A l’heure où les prix Nobel récompensent les concepteurs des piles lithium-ion, la recherche poursuit ses efforts pour faire encore mieux. Notamment en s’affranchissant du lithium dont l’exploitation, le recyclage et la toxicité posent des problèmes éthiques et environnementaux.

Ainsi, les laboratoires du réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie du CNRS et du CEA ont développé une nouvelle génération de batteries à charge ultra-rapide à base de sodium. Depuis les premiers prototypes industriels présentés fin 2015, la technologie a bien progressé. A présent, c’est Tiamat, une start-up amiénoise créée fin 2017, qui poursuit le développement, l’industrialisation et la commercialisation de ces batteries.

Concept et performances

Les cellules de batterie sodium-ion fonctionnent sur le même principe que les batteries lithium-ion :  au fur et à mesure des cycles de charge et de décharge, les ions sodium se déplacent d’une électrode à l’autre dans un milieu liquide. Ce qui change, ce sont les performances. Tiamat annonce ainsi une charge 10 fois plus rapide : 5 minutes au lieu de 4h et une durée de vie de l’ordre de 10 ans (4000 cycles d’utilisation).

Si ces batteries ne sont pas compétitives en termes de densité d’énergie électrique (quantité d’énergie stockage par kilogramme), elles sont idéales pour des applications nécessitant une forte puissance et une charge rapide comme les vélos, les scooters et les trottinettes électriques, pour les robots industriels et l’outillage ou encore pour le stockage de l’électricité sur les réseaux.

Les premières cellules fabriquées par Tiamat se présentaient sous le format industriel standard « 18650 », comme les batteries lithium-ion, c’est-à-dire un cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de haut. D’autres formats de cellules ont été testés depuis comme des piles boutons.

Par ailleurs, en plus de se passer du lithium, ces batteries permettent aussi de s’affranchir de l’utilisation du cobalt présent dans les batteries lithium-ion, dont l’exploitation et l’utilisation posent aussi des problèmes sociaux et environnementaux.

Financement, applications et industrialisation

Tiamat s’est allié à EasyLi pour intégrer ses batteries dans des trottinettes électriques. Les premiers véhicules équipés ont été présentés en mai 2018. Ce partenariat a permis de montrer les performances réelles de ces batteries sur une application concrète et de s’attaquer à des obstacles tels que l’intégration sur le plan électronique car les batteries sodium-ion ne se comportent pas de la même manière que les lithium-ion. D’autres équipements ont été testés comme des chariots élevateurs, des scooters et un système de stockage stationnaire de type powerwall.

Ces démonstrateurs ont aussi permis de réaliser, fin 2018, une levée de fonds de 3,6 millions d’euros, auprès de plusieurs investisseurs (Finovam Gestion, Picardie Investissement et CNRS Innovation, filiale du CNRS et de Bpifrance pour assurer le transfert vers l’industrie de technologies innovantes). Un soutien qui permet à l’entreprise de programmer le lancement de la production de petites séries pour 2020 avec une commercialisation prévue dans toute l’Europe.