Marché des batteries : le lithium-ion en tête

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Pour stocker l’électricité à court terme, les batteries sont l’instrument idéal. De nombreuses technologies sont testées. Mais dans les faits, le lithium-ion est très avance sur ses concurrents. Aujourd’hui, l’ensemble du marché du stockage électrochimique représente 100 milliards de dollars par an. 47 % de ce total est généré par les batteries au plomb et 50 % par le lithium-ion.

Toutes les autres technologies ne comptent que pour 3 %. En une vingtaine d’année, le lithium-ion a fini par s’imposer non seulement pour un usage stationnaire, mais aussi pour la mobilité et les accumulateurs. Il croit de 12 % par an : 28 % en volume mais 50 % en valeur grâce au marché du véhicule électrique.

Cette démocratisation s’explique par de multiples facteurs. L’ion lithium est deux fois plus léger que l’eau en densité. Il est donc parfaitement adapté lorsque l’on cherche des densités d’énergie massique et volumique élevées tout en étant peu sujet à l’autodécharge. Il est aussi, du moins maintenant, peu cher. Et ce coût ne cesse de décroitre. En effet, les industriels ont très largement amélioré la densité énergétique de ces batteries. Au départ, elle ne dépassait pas 100 Wh/kg pour des accumulateurs. Aujourd’hui, sur le même segment, 270 Wh/kg sont atteints. La batterie « tout solide » est une des pistes les plus encourageantes explorées par les chercheurs pour augmenter encore la densité d’énergie.

Des technologies plus ou moins pertinentes

Avec un fonctionnement identique aux batteries lithium-ion, les sodium-ion pourraient faire encore baisser les coûts car le sodium est moins cher que le lithium. Toutefois, cette technologie n’est pas en mesure de rivaliser avec sa concurrente du point de vue de la densité d’énergie. Elle pourrait néanmoins être utilisée pour des applications stationnaires pour lesquelles ce paramètre est moins déterminant.

La batterie Zebra (Sodium-Chlorure de nickel) possède de nombreux atouts mais aussi un défaut majeur qui semble rédhibitoire.  De toutes les technologies de batteries, c’est celle qui pâtit de l’autodécharge la plus importante car elle utilise de l’énergie pour maintenir sa chaleur.

Proche parente de la Zebra, la sodium-souffre utilise aussi des électrodes liquides, mais sous formes ioniques de sodium et de soufre. Elle est particulièrement adaptée aux usages stationnaires pour soutenir les renouvelables car elle permet une densité énergétique de 100 à 110 Wh/kg et des rendements jusqu’à 92 %. Toutefois, comme la Zebra, elle a un inconvénient. Elle est très complexe à mettre en œuvre et demande une expertise technique très poussée.

LIEN(S) : Retrouvez l’article complet dans Énergie Plus n°640

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