Aujourd’hui, nos tablettes et nos ordinateurs portables, mais aussi les véhicules électriques, sont équipés de batteries lithium-ion. Le problème est que le lithium est un élément chimique peut abondant sur Terre. D’où l’idée des équipes du RS2E (1) de se tourner vers le sodium, mille fois plus abondant. Rappelons que si son utilisation avait été évoquée dès les années 80, le développement du lithium l’avait mise en sommeil. S’inspirant des batteries lithium-ion, des chercheurs du CNRS et du CEA, dans le cadre de ce réseau, se sont donc lancés dans le développement du prototype d’une batterie utilisant des ions sodium au format industriel standard (format 18650).

Pas moins de six laboratoires du RS2E (2) ont collaboré pour concevoir la cathode idéale, l’électrode positive de cette batterie dont la mise au point a été confiée au Liten, un institut du CEA Tech. Six mois auront été nécessaires pour obtenir un premier prototype de batterie sodium-ion au format industriel standard de celui des batteries lithium-ion actuellement disponibles sur le marché. Au cours d’une seconde étape, les chercheurs ont pu passer d’une synthèse de plusieurs grammes du matériau formant la cathode à celle d’un kilogramme.

Côté performances, elles sont encourageantes pour ce cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de hauteur, puisque sa densité d’énergie, c’est-à-dire la quantité d’électricité stockable par kilogramme de batterie, atteint 90Wh/KG, soit ce qu’affichaient les batteries lithium-ion à leur début. Quant à la durée de vie de cette batterie, elle est de plus de 2000 cycles sans pertes significatives en termes de performances. Qui plus est, elle a la capacité de se charger très vite et de restituer son énergie très rapidement. Capable ainsi de s’affranchir du lithium, ce type de batterie devrait également être moins coûteuse du fait de l’abondance du sodium sur Terre. Reste à présent à optimiser et fiabiliser les procédés afin de pouvoir envisager son déploiement industriel.■