Une semaine après avoir dévoilé sa batterie sodium-ion Naxtra pour véhicules électriques, CATL a signé la plus grosse commande de batteries sodium-ion de l'histoire : 60 GWh pour le stockage d'énergie à l'échelle du réseau sur une période de trois ans. La technologie est passée du stade de la découverte en laboratoire à celui du produit industriel.

L'encre des annonces de la journée technologique du CATL était à peine sèche. La plus grande batterie du monde a déclaré que sa cellule sodium-ion Naxtra entrerait en production de masse d'ici à la fin de 2026. Cette déclaration concernait les voitures et faisait suite au salon de l'automobile de Pékin. Moins d'une semaine plus tard, l'entreprise démontre déjà comment elle peut porter la technologie sodium-ion à des niveaux sans précédent.

Le moment du bassin versant

CATL a signé un accord de coopération stratégique de trois ans avec Beijing HyperStrong Technology, qui prévoit la livraison de 60 GWh de batteries sodium-ion pour des applications de stockage d'énergie.

Aucun fabricant de batteries sodium-ion ne s'est jamais approché d'une commande commerciale de cette ampleur. Le fait que le fabricant de batteries n'ait expédié que le double de cette quantité en cellules de stockage d'énergie, tous types de chimie et tous continents confondus, l'année dernière, montre bien l'ampleur de la tâche.

Plus important encore, c'est la preuve que CATL a surmonté les défis de toute la chaîne de production de masse des batteries sodium-ion. Cela ouvre en effet la voie à une large adoption dans les voitures et dans l'industrie du stockage de l'énergie ; c'est un moment décisif.

Pas la même batterie

Il existe toutefois une différence importante, d'ordre technique. La cellule utilisée dans les systèmes de stockage d'HyperStrong n'est pas la même que la batterie Naxtra EV dévoilée lors du Tech Day. La version pour le stockage d'énergie est une cellule de grand format avec une densité énergétique d'environ 160 Wh/kg, un peu en dessous des 175 Wh/kg de Naxtra. Le lithium-ion double ce chiffre.

Mais ce qui manque à ces cellules sodium-ion en termes de densité brute, elles le compensent en termes d'endurance : plus de 15 000 cycles tout en conservant une capacité de 80%. Cela signifie que les packs peuvent durer quarante ans d'utilisation quotidienne de charge et de décharge, alors que la fenêtre de fonctionnement thermique s'étend de -40°C à +70°C.

Le problème de la fabrication

La chimie des batteries sodium-ion est comprise depuis des décennies. Tout comme pour les versions à semi-conducteurs, l'obstacle à la commercialisation n'était pas tant le manuel d'électrochimie que la réalité de l'usine. L'annonce du CATL mentionne les problèmes de fabrication spécifiques qu'il a maintenant résolus : la formation de mousse dans les lignes de production de carbone dur et le contrôle de l'humidité pendant l'assemblage des cellules. 

Les solutions déployées sont des réalisations techniques peu glorieuses (ajustement de la taille des pores à l'échelle de l'angström, verrouillage de l'eau moléculaire en surface et processus de formation dynamique adaptatif, pour être précis). Néanmoins, elles font ce qu'elles sont censées faire : transformer le prototype en une chaîne d'approvisionnement fiable.

Debrecen, Hongrie

Il est intéressant de noter que CATL a également conçu les nouvelles cellules pour qu'elles partagent les mêmes dimensions physiques que ses produits de stockage d'énergie lithium-ion existants. Ainsi, des clients comme HyperStrong peuvent déployer des cellules sodium-ion dans leurs architectures existantes sans devoir procéder à une refonte fondamentale. Cela permet d'éviter les coûts d'adaptation et, bien sûr, constitue un argument commercial convaincant.

Les batteries sodium-ion figurent sur la feuille de route de CATL depuis que l'entreprise a dévoilé publiquement cette chimie en 2021. Bien que ce contrat de 60 GWh établisse un nouveau rythme pour la chimie sodium-ion, il ne s'agit pas d'une perturbation surprise, mais plutôt d'un plan de production méticuleusement élaboré.

Le sodium est environ 1 000 fois plus abondant dans la croûte terrestre que le lithium, et ses chaînes d'approvisionnement ne présentent aucun des risques de concentration géopolitique que connaissent le lithium, le cobalt et le nickel.

Les conversations sur le stockage de l'énergie en Europe ont tendance à se concentrer sur le phosphate de fer lithié. CATL possède une usine européenne de cellules à Debrecen, en Hongrie. Il est encore trop tôt pour savoir si l'usine de Debrecen produira des cellules sodium-ion parallèlement à ses lignes lithium-ion.