Des batteries sodium-ion moins chères et plus sûres à l'horizon

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Des batteries sodium-ion moins chères et plus sûres à l'horizon, selon IDTechEx
 
La diversification de l'industrie du stockage de l'énergie est prévisible
 
Alors que le monde progresse rapidement vers l'électrification, l'industrie du stockage de l'énergie est de plus en plus dépendante de matières premières essentielles telles que le lithium et le cobalt. La diversification des compositions chimiques des batteries est essentielle pour la croissance à long terme de la capacité. Il devrait être évident qu'aucune chimie de batterie ne possède tous les attributs pour chaque application - chaque marché a ses nuances et nécessite des solutions uniques. La chimie sodium-ion (Na-ion) ne sera certainement pas la réponse à toutes les applications ; cependant, elle sera bien adaptée pour compléter, plutôt que remplacer, les technologies lithium-ion existantes et futures dans de nombreuses applications. Les préoccupations en matière de sécurité énergétique et les considérations géopolitiques dans la chaîne d'approvisionnement poussent également les pays qui n'ont pas accès localement aux matières premières du lithium-ion à rechercher des chimies alternatives pour répondre à la demande de stockage d'énergie.
 
Petites usines pilotes et grands projets
 
× l'heure actuelle, ce sont principalement des installations pilotes qui fonctionnent, et quelques usines plus petites qui démarrent. Elles ne produisent que quelques gigawattheures (GWh) de batteries Na-ion par an, mais les capacités qui ont été annoncées publiquement par divers fabricants de matières premières s'élèvent à elles seules à bien plus de 100 GWh au cours des trois prochaines années. Cependant, une fois que les processus de production sont connus, il faut moins de deux ans pour développer de nouvelles capacités. D'ici à 2025, il est possible de construire une capacité nettement supérieure à celle qui a été financée jusqu'à présent si l'on trouve des investisseurs pour cela dans le courant de l'année 2023. La prévision d'une conversion radicale d'une grande partie de l'industrie à une nouvelle technologie en quelques années peut sembler audacieuse, mais rien qu'au cours des cinq dernières années, cela s'est produit deux fois dans l'industrie des batteries avec le NMC811 et le LFP. Le Na-ion ne nécessite pratiquement aucune nouvelle technologie d'usine, mais seulement des matériaux de départ et des paramètres de production différents. Le dernier rapport d'IDTechEx, "Batteries sodium-ion 2023-2033 : technologie, acteurs, marchés et prévisions" couvre les efforts de commercialisation mondiale des batteries Na-ion en analysant les brevets et constate que la Chine prend une fois de plus la tête du peloton.
 
Spécifications des cellules, applications prévues et plans de production de masse des acteurs du secteur des batteries Na-ion. Remarque : les spécifications des cellules de la génération 1, telles qu'elles ont été atteintes, sont indiquées ici, avec les densités d'énergie visées pour les cellules de la génération 2. Source : IDTechEx
 
Perspectives : La demande n'est pas limitée par le manque de matières premières
 
IDTechEx prévoit que d'ici 2025, environ 10 GWh de batteries Na-ion seront installées à mesure que d'importantes capacités de fabrication seront mises en service et que les lignes Li-ion existantes seront converties à la production de Na-ion. Le succès (ou l'échec) d'un acteur peut avoir un impact significatif sur le marché. Un TCAC de 27 % est attendu pour la période 2025-2033. La croissance suit un taux de croissance du marché similaire à celui des batteries Li-ion. Au cours des dix prochaines années, les marchés adressables seront probablement beaucoup plus importants que l'expansion des chaînes d'approvisionnement et des capacités de production de Na-ion ou même de la demande. Mais il pourrait y avoir un potentiel de croissance plus rapide que prévu une fois que la technologie sera reconnue, qualifiée, bancable, disponible, etc. Il est important de noter que le Na-ion est une technologie qui peut être intégrée aux lignes de production actuelles de Li-ion. Les Gigafactories peuvent être modernisées pour produire des cellules Na-ion relativement rapidement. Les capacités de production des fabricants de matériaux indiquent également que beaucoup plus d'entreprises construiront leurs propres batteries au sodium en 2024 et que les capacités pourraient être beaucoup plus importantes en 2025.
 
Il est peu probable que des économies significatives par rapport à la PFR soient réalisées dans un premier temps
 
Il n'existe actuellement aucune technologie de batterie rentable dont la densité énergétique se situe entre celle des batteries au plomb et celle des batteries au lithium. Selon l'étude IDTechEx, le coût moyen des cellules des batteries Na-ion est de 87 USD/kWh, en tenant compte des différentes chimies. D'ici la fin de la décennie, le coût de production des cellules de batteries Na-ion utilisant principalement du fer et du manganèse atteindra probablement un plancher d'environ 40 USD/kWh, soit environ 50 USD/kWh au niveau du pack. Les cellules Na-ion sont susceptibles de coûter plus cher au départ, mais IDTechEx s'attend à une baisse du coût/prix à court terme grâce à l'efficacité de la fabrication, à l'échelle et au développement de la technologie. Toutefois, les réductions de coûts à long terme deviennent plus difficiles à mesure que la technologie et la fabrication s'établissent et arrivent à maturité. Le rapport d'IDTechEx comprend une modélisation de diverses chimies Na-ion avec une ventilation des matériaux et des prix.
 
Le sodium n'est pas la fin du lithium
 
Pour la plupart des VE, la densité énergétique volumétrique est la première ou la deuxième priorité, car plus une cellule de batterie prend de place pour une densité énergétique donnée, moins il y a de cellules sous le véhicule, ce qui limite l'autonomie. Pour le stockage en réseau, l'espace occupé par les batteries n'affecte pas leur viabilité commerciale, et la priorité est le coût par kWh et par cycle. Le stockage commercial de l'énergie est une question de contrôle des coûts, et c'est là que les ions sodium peuvent potentiellement dominer les autres chimies. Le plus grand potentiel des applications de transport pour les batteries Na-ion se trouve là où la densité énergétique des batteries au lithium n'est pas pleinement utilisée. C'est le cas de la quasi-totalité des voitures électriques ayant une autonomie dite standard, c'est-à-dire une capacité de batterie réduite par rapport à des modèles plus coûteux de même construction. Dans ce cas, les batteries au sodium, avec des vitesses de charge plus élevées et une perte de capacité moindre par temps froid, pourraient représenter une alternative très attrayante. Surtout, grâce à cette technologie alternative de stockage de l'énergie, les batteries au lithium seront disponibles là où elles sont vraiment indispensables.
 
Pour en savoir plus sur le rapport IDTechex "Batteries sodium-ion 2023-2033 : technologie, acteurs, marchés et prévisions", y compris des pages d'échantillons téléchargeables, veuillez consulterwww.IDTechEx.com/Sodium.