Que sont les piles au sel et pourquoi la Chine les utilise-t-elle pour remplacer les piles au lithium ?

Par Soko WAZA Sur Juin 30, 2025

Des dizaines de scooters électriques rutilants sont alignés à l’extérieur d’un centre commercial de la ville de Hangzhou, dans l’est de la Chine, et attirent les passants qui veulent les essayer.

Mais ces scooters de type Vespa, qui se vendent entre 400 et 660 dollars, ne fonctionnent pas avec les batteries traditionnelles au plomb-acide ou au lithium-ion couramment utilisées pour les deux-roues électriques.

Au lieu de cela, leurs batteries sont composées de sodium, un élément abondant qui peut être extrait du sel de mer.

À côté des scooters se trouvent plusieurs points de charge rapide qui peuvent recharger les batteries des véhicules de 0 à 80 % en 15 minutes, selon Yadea, le principal fabricant chinois de deux-roues.

Il y a également une station d’échange de batteries, qui permet aux utilisateurs de remplacer leurs batteries déchargées par des neuves en scannant un code QR.

Yadea est l’une des nombreuses entreprises chinoises qui tentent de se doter d’un avantage concurrentiel dans le domaine des technologies de batteries alternatives, une tendance qui témoigne de la rapidité avec laquelle l’industrie des technologies propres se développe dans le pays.

Alors que le reste du monde tente de combler l’écart avec la Chine dans la course à la production de batteries lithium-ion bon marché, sûres et efficaces, les entreprises chinoises ont déjà pris l’initiative de produire en masse des batteries sodium-ion, une alternative qui pourrait aider l’industrie à réduire sa dépendance à l’égard de minéraux bruts essentiels.

À base de sel

Les constructeurs automobiles chinois ont été les premiers au monde à lancer des voitures alimentées au sodium. Toutefois, l’impact de ces « microcars » – de minuscules voitures à faible autonomie – a été faible jusqu’à présent.

Leurs ventes ne représentent qu’un petit nombre des dizaines de millions de véhicules électriques vendus d’ici 2024 en Chine.

L’un des principaux inconvénients des batteries sodium-ion est leur faible densité énergétique : une étude réalisée en 2020 a montré qu’elle était inférieure d’au moins 30 % à celle des batteries lithium-ion.

Cela signifie que les voitures qui les utilisent ont peu de chances de parcourir de longues distances avec une seule charge, explique Phate Zhang, fondateur de CnEVPost, le site d’information sur les véhicules électriques basé à Shanghai. « Or, l’autonomie est un facteur décisif lorsqu’il s’agit d’acheter un véhicule électrique.

Les batteries sodium-ion n’ont pas encore atteint le stade de la production de masse et ne peuvent actuellement « rivaliser avec les batteries lithium-ion en termes de prix ou de performances » dans les véhicules à quatre roues, ce qui rend leur utilisation à grande échelle difficile dans les deux ou trois prochaines années, explique Chen Shan, un analyste du marché des batteries basé à Shanghai pour la société de conseil norvégienne Rystad Energy.

Toutefois, en avril 2025, le plus grand fabricant de batteries au monde, la société chinoise CATL, a annoncé son intention de produire en masse des batteries sodium-ion pour les camions et les voitures lourdes cette année, sous une nouvelle marque : Naxtra.

Les opérateurs de réseaux chinois ont également commencé à construire des installations de stockage d’énergie avec des batteries sodium-ion pour faciliter l’adoption des énergies renouvelables.

C’est un domaine considéré par de nombreux chercheurs consultés par la BBC comme le principal terrain de jeu de cette technologie émergente.

La stratégie à multiples facettes des entreprises chinoises pour promouvoir les batteries sodium-ion les placera en position de leader dans la concurrence mondiale, affirme Cory Combs, chercheur sur les minéraux critiques et la chaîne d’approvisionnement au sein de la société de conseil Trivium China, basée à Pékin.

Cependant, Combs ajoute qu’il reste à voir si ces batteries décolleront.

Motos

Un segment qui mise beaucoup sur les batteries sodium-ion est celui des deux-roues, un marché à croissance rapide et très concurrentiel en Chine.

« Les deux-roues ont tendance à parcourir des distances plus courtes et à des vitesses plus faibles [que les voitures], ce qui les rend moins exigeants en termes de densité énergétique et de puissance de sortie », explique Chen Xi, qui effectue des recherches sur les matériaux et les dispositifs de stockage de l’énergie à l’université Xi’an-Jiaotong de Liverpool, en Chine.

Pour les deux-roues, les principaux rivaux des batteries sodium-ion sont les batteries plomb-acide, dont la densité énergétique et les cycles de recharge sont encore plus faibles. Leur seul avantage est qu’elles sont moins chères que les batteries sodium et lithium-ion actuelles, explique M. Xi.

Sodium vs. lithium

Les batteries sodium-ion et lithium-ion ont des structures similaires. La principale différence réside dans les ions qu’elles utilisent : les particules qui se déplacent entre les pôles positif et négatif de la batterie pour stocker et libérer de l’énergie.

Le sodium est largement répandu dans la mer et la croûte terrestre, ce qui le rend environ 400 fois plus abondant que le lithium.

Les cellules sodium-ion sont donc plus accessibles et potentiellement moins chères à produire à grande échelle. En outre, elles pourraient libérer l’industrie des batteries des goulets d’étranglement des chaînes d’approvisionnement actuelles.

Actuellement, le minerai de lithium est principalement extrait en Australie, en Chine et au Chili, mais le traitement du minerai est concentré en Chine, qui possède près de 60 % de la capacité mondiale de raffinage du lithium.

Les batteries sodium-ion ne sont pas une invention récente. Leur destin est lié à celui des batteries lithium-ion.

La recherche et le développement de ces deux types de cellules ont commencé il y a environ un demi-siècle, le Japon étant à la tête de l’effort mondial. Toutefois, après le lancement de la première batterie lithium-ion au monde par la société japonaise d’électronique Sony en 1991, son énorme succès commercial a entraîné l’arrêt du développement de la technologie sodium-ion, jusqu’au début de cette décennie.

À cette époque, la Chine était devenue la puissance dominante sur le marché mondial des batteries grâce à des années d’efforts industriels de la part du gouvernement.

L’année 2021 a marqué un tournant pour les batteries sodium-ion. Les prix mondiaux du lithium pour les batteries sont montés en flèche, faisant plus que quadrupler en un an en raison de la forte demande de véhicules électriques (VE) et de la pandémie de covid-19. Les fabricants de batteries et de véhicules électriques ont commencé à chercher des solutions de remplacement.

Le CATL a lancé sa première batterie sodium-ion en juillet de cette année-là, et l’initiative a suscité beaucoup d’intérêt dans l’industrie.

Les prix du lithium ont continué à augmenter en 2022, ce qui a poussé les entreprises chinoises les plus soucieuses de leurs coûts à se tourner vers le sodium.

« L’abondance relative du sodium et l’intérêt de la Chine pour une chaîne d’approvisionnement en batteries résiliente ont été des facteurs clés dans la mise en place d’initiatives de recherche et de développement », explique Kate Logan, directrice de l’Asia Society Policy Institute à Washington D.C., spécialisée dans les politiques chinoises en matière de climat et d’énergie propre.

Au moment de la hausse du prix du minerai, le pays importait environ 80 % du lithium qu’il raffinait, principalement d’Australie et du Brésil.

Cependant, le prix du lithium a commencé à chuter à la fin de l’année 2022 et n’est plus qu’une fraction de son niveau le plus élevé.

L’une des raisons est que les principaux fabricants chinois de batteries, tels que CATL et Gotion, ont augmenté leur capacité de traitement du lithium, explique M. Zhang. La Chine a également intensifié ses efforts pour trouver et développer des réserves nationales de lithium.

En conséquence, la frénésie autour de l’ion sodium au cours des deux dernières années s’est calmée, note M. Combs. « Le lithium a regagné sa position de leader en Chine.

Plus sécurisé

Pour beaucoup, cependant, il y a d’autres bonnes raisons d’opter pour les batteries sodium-ion. L’une d’entre elles est la sécurité.

En 2024, la Chine a été secouée par une vague d’incendies de batteries, principalement causés par l’auto-combustion de batteries lithium-ion dans des véhicules à deux roues.

Au niveau mondial, les risques d’incendie dans les centrales de stockage d’énergie sont devenus préoccupants. Un exemple récent a été l’incendie d’une grande usine de batteries en Californie en janvier 2025.

Certains experts du secteur estiment que les batteries sodium-ion sont plus sûres. Elles sont moins susceptibles de surchauffer et de brûler que les batteries lithium-ion parce que la chimie du sodium est plus stable, selon certaines études.

Toutefois, d’autres estiment qu’il est encore prématuré de se prononcer sur leur degré de sécurité en raison du manque de recherches pertinentes.

Le froid joue également un rôle. L’énergie qu’une batterie lithium-ion peut stocker et son temps de recharge diminuent à des températures inférieures à zéro. Les batteries sodium-ion sont moins affectées par les conditions défavorables.

Les batteries sodium-ion devraient également avoir moins d’impact sur l’environnement que les batteries au lithium, dont la fabrication nécessite des métaux lourds tels que le cobalt et le nickel, qui peuvent avoir des effets négatifs sur l’homme et la nature.

Une étude réalisée en 2024 a conclu que les batteries sodium-ion peuvent aider le monde à éviter l’exploitation minière excessive et l’épuisement potentiel de matières premières essentielles, mais que leur processus de production génère des volumes d’émissions de gaz à effet de serre similaires à ceux des piles lithium-ion.

L’écologisation du réseau

Un marché plus important pour les batteries sodium-ion pourrait être celui des centrales de stockage d’énergie, qui absorbent l’énergie produite à un moment donné pour l’utiliser plus tard.

Lorsqu’elles sont installées à des endroits fixes, les inconvénients de l’utilisation de batteries sodium-ion dans les véhicules disparaissent. « On peut construire une centrale de stockage d’énergie légèrement plus grande. Elle ne bouge pas. Le poids des batteries n’a pas d’importance », explique M. Combs.

Le stockage de l’énergie devrait devenir un marché énorme et en pleine expansion, car les pays du monde entier cherchent à atteindre leurs objectifs en matière de climat.

Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), la capacité mondiale de stockage de l’énergie à l’échelle du réseau devra être multipliée par près de 35 entre 2022 et 2030 pour parvenir à des émissions nettes nulles d’ici à 2050.

« Il s’agira d’un marché très important à l’avenir, en particulier à mesure que les énergies renouvelables seront mieux intégrées au réseau. Les systèmes de stockage seront de plus en plus nécessaires pour compenser la variabilité de la production d’électricité », explique Ilaria Mazzocco, chargée de recherche au Center for Strategic and International Studies, une organisation à but non lucratif basée à Washington.

L’utilisation de batteries sodium-ion dans les installations de stockage d’énergie signifie également que ces installations ne sont pas en concurrence avec les constructeurs automobiles pour les batteries, note-t-elle.

La Chine, qui a connu une croissance fulgurante de ses centrales éoliennes et solaires, est un leader mondial dans l’utilisation du stockage de l’énergie pour alimenter les énergies renouvelables.

Selon le média chinois Beijixing, qui analyse le secteur de l’énergie, environ un cinquième de la capacité de tous les projets de stockage d’énergie planifiés par les entreprises d’État chinoises l’année dernière utilisait la technologie du sodium.

Mais pour que la production de masse de batteries sodium-ion réussisse, la principale question est de savoir si les entreprises peuvent les rendre moins chères que les batteries lithium-ion, selon Zheng Jiayue, consultant au sein de la société de recherche et de conseil Wood Mackenzie, spécialisée dans la chaîne d’approvisionnement du stockage de l’énergie.

Actuellement, le prix unitaire des batteries sodium-ion pour le stockage de l’énergie est environ 60 % plus élevé que celui des batteries lithium-ion, mais l’écart devrait se réduire, a rapporté la Télévision centrale de Chine, citant une analyse de la China Energy Storage Alliance, une organisation à but non lucratif basée à Pékin.

La Chine ouvrira la voie

Certains entrepreneurs et chercheurs pensent que le sodium permettra à d’autres pays de réduire leur dépendance à l’égard des batteries chinoises.

Mais ce sont les entreprises chinoises qui sont prêtes à prendre la tête de la production mondiale si la technologie est mise sur le marché en masse.

La « plus grande différence » entre les entreprises chinoises et celles d’autres pays est que les premières peuvent faire passer la technologie du laboratoire à la production de masse beaucoup plus rapidement, explique M. Zheng.

De plus, en raison des similitudes entre les deux types de cellules, l’infrastructure de fabrication existante pour les batteries lithium-ion peut être adaptée à la production de batteries sodium-ion, ce qui réduit le temps et le coût de mise sur le marché en Chine, explique M. Logan.

Un parc de grandes usines dédiées à la production de cellules sodium-ion est en cours de construction en Chine, dont certaines sont déjà opérationnelles.

La capacité mondiale prévue des batteries sodium-ion dépassera 500 GWh d’ici 2033, la Chine devant représenter plus de 90 % de ce chiffre, indique M. Zheng, citant l’analyse de Wood Mackenzie.

En dehors de la Chine, Natron Energy aux États-Unis et Faradion au Royaume-Uni font figure de pionniers. Toutefois, les entreprises étrangères ont tendance à prendre beaucoup plus de temps pour construire leurs lignes de production et il sera difficile pour leurs capacités de rivaliser avec celles de la Chine, explique M. Zheng.

Rien qu’en 2023, les entreprises chinoises ont dépensé collectivement plus de 7,6 milliards de dollars pour la recherche et le développement de batteries sodium-ion, selon Alicia Garcia Herrero, économiste et chercheuse principale au sein du groupe de réflexion Bruegel, basé à Bruxelles.

Selon elle, ce chiffre dépasse les 4,5 milliards de dollars américains levés en 2023 par toutes les jeunes entreprises américaines produisant des batteries autres qu’au lithium.

Selon M. Combs, la motivation des entreprises chinoises est simple : « Ne perdez pas de parts de marché, et les marchés futurs sont inclus ».

Yadea étend déjà ses activités à l’Asie du Sud-Est, à l’Amérique latine et à l’Afrique, où les motos électriques sont également populaires, a déclaré Zhou Chao, vice-président de l’entreprise.

L’objectif de Yadea est clair : produire en masse des batteries sodium-ion et améliorer l’infrastructure de recharge des scooters, selon M. Zhou, « pour permettre à des centaines de millions de personnes de bénéficier d’un mode de transport respectueux de l’environnement ».

Source:news.abidjan.net