Les batteries au sodium-ion (Na-ion) et les batteries à électrolyte solide (SSB) s’affirment comme des technologies prometteuses dans le paysage européen des batteries, selon le rapport 2024 du Clean Energy Technology Observatory (CETO) de l’Union européenne. Ces technologies visent à réduire la dépendance aux matières premières critiques, améliorer la sécurité et offrir des coûts compétitifs, tout en soutenant la transition énergétique et le développement de la mobilité électrique.
La montée en puissance des batteries sodium-ion (Na-ion)
Une alternative crédible aux batteries lithium-ion
Les batteries sodium-ion (Na-ion) se positionnent comme une alternative stratégique aux batteries lithium-ion (Li-ion), notamment les batteries lithium-fer-phosphate (LFP). Contrairement aux batteries Li-ion, les batteries Na-ion n’utilisent pas de lithium, de cobalt ou de nickel, réduisant ainsi la dépendance aux matières premières critiques. Elles affichent une densité d’énergie similaire à celle des LFP, mais se distinguent par une meilleure densité de puissance, de meilleures performances à basse température et une sécurité accrue.
Applications et perspectives de marché
Conçues principalement pour les applications stationnaires et les mobilités de moindre exigence, les batteries Na-ion commencent à faire leur entrée sur le marché européen. En 2024, un premier produit de consommation, un tournevis sans fil, intégrait une batterie Na-ion. La production européenne est portée par des entreprises comme Tiamat (France) et Altris (Suède), en partenariat avec Northvolt. En Chine, le déploiement à grande échelle est déjà en cours avec des géants tels que CATL et HiNa.
Avantages et limites
Le principal avantage des batteries Na-ion réside dans l’absence de dépendance au lithium et aux matières premières critiques. Elles sont également plus sûres que les batteries Li-ion. Cependant, leur densité énergétique reste inférieure à celle des batteries à haute performance (comme les NMC ou les NCA). Néanmoins, leur moindre coût et leur capacité à fonctionner dans des conditions extrêmes en font une solution attrayante pour des applications où la densité énergétique n’est pas le facteur clé.
Les batteries à électrolyte solide (SSB) : une rupture technologique en perspective
Qu’est-ce qu’une batterie à électrolyte solide ?
Contrairement aux batteries Li-ion traditionnelles, qui utilisent un électrolyte liquide, les batteries SSB utilisent un électrolyte solide. Cette conception élimine le risque de fuites et d’inflammabilité associés aux électrolytes liquides, augmentant ainsi la sécurité et la stabilité thermique des batteries. Les électrolytes solides permettent également d’utiliser des anodes en lithium métallique, augmentant la capacité énergétique par rapport aux batteries actuelles.
Avancées technologiques et production
La recherche sur les batteries SSB est en pleine effervescence, portée par des acteurs majeurs comme Toyota, QuantumScape et Blue Solutions (France). Les batteries SSB promettent une densité énergétique de 300 à 400 Wh/kg, soit une augmentation significative par rapport aux batteries Li-ion. Elles pourraient permettre des recharges ultra-rapides et offrir jusqu’à 1 000 cycles de charge.
Applications et défis
Les batteries SSB ciblent principalement le secteur de la mobilité électrique, avec des applications dans les véhicules électriques (VE) de nouvelle génération. Elles pourraient permettre des autonomies accrues et des temps de recharge ultra-rapides. Cependant, les coûts de production actuels (300 à 500 €/kWh) et les défis d’industrialisation doivent encore être surmontés. D’ici 2034, les coûts pourraient être réduits à 100-150 €/kWh, ce qui en ferait une solution compétitive face aux technologies Li-ion.
Impact économique et stratégique pour l’Europe
Production et chaîne de valeur
En 2023, la valeur totale des batteries produites dans l’UE atteignait 35 milliards d’euros, dont 70 % de batteries lithium-ion. Les batteries Na-ion et SSB pourraient modifier cette dynamique en réduisant la dépendance européenne aux importations de matières premières critiques. De plus, le développement de capacités de production locales renforcerait la souveraineté industrielle européenne.
Compétitivité et emploi
Le secteur des batteries est une source majeure d’emploi en Europe. En 2023, environ 90 000 emplois directs et jusqu’à 400 000 emplois indirects étaient liés à la fabrication de batteries dans l’UE. La montée en puissance des technologies Na-ion et SSB pourrait accroître la demande de main-d’œuvre qualifiée, avec une prévision de 300 000 emplois directs d’ici 2030.
Conclusion
Les batteries sodium-ion (Na-ion) et à électrolyte solide (SSB) offrent des perspectives prometteuses pour l’Europe. Elles permettent de réduire la dépendance aux matières premières critiques, d’accroître la sécurité et de diversifier les applications de stockage d’énergie et de mobilité électrique. Bien que des défis technologiques et industriels subsistent, l’Europe dispose d’acteurs stratégiques capables de mener la transition vers ces nouvelles générations de batteries. La course est lancée pour la souveraineté énergétique et la compétitivité mondiale du secteur des batteries.
