Les batteries sodium-ion sont redevenues les favorites du marché des capitaux.
Au cours du mois dernier, plusieurs startups spécialisées dans les batteries sodium-ion ont obtenu de nouveaux financements.
En décembre 2024, le développeur de technologies de batteries sodium-ion Yingo Technology a annoncé avoir bouclé un tour de financement Pre-A de près de 100 millions de yuans, dirigé par IDG Capital, avec la co-investissement de Xianghe Capital et de capitaux publics locaux, ainsi qu'un financement supplémentaire de l'actionnaire existant Lightspeed China Partners. Ce financement offre un soutien financier solide pour l'innovation continue et l'expansion des capacités de Yingo Technology dans le nouveau cycle.
Au cours du même mois, Zhongna Energy a annoncé avoir bouclé un tour de financement A1 de près de 100 millions de yuans, co-investi par Zhonghe Investment et Huanghai Financial Holdings, tandis que le tour A2 est sur le point d'être finalisé.
En janvier 2025, Qingna Technology a annoncé avoir récemment obtenu plus de 100 millions de yuans lors d'un tour de financement Pre-A, dirigé par Yunhe Fangyuan, avec la participation de Kaiyi Capital en tant que principal conseiller financier. Les fonds seront principalement utilisés pour construire une ligne de production de masse de batteries sodium-ion cylindriques de grande capacité de 2 GWh à Guangde, Anhui, ainsi que pour des investissements en R&D et en opérations.
Selon les estimations du "Livre blanc sur le développement de l'industrie des batteries sodium-ion en Chine (2022)" publié conjointement par EVTank, l'Institut de recherche économique Yiwei et l'Institut de recherche sur l'industrie des batteries en Chine, en tenant compte de la demande de batteries dans divers scénarios d'application potentiels, l'espace théorique du marché des batteries sodium-ion pourrait atteindre 369,5 GWh d'ici 2026, avec une taille de marché théorique d'environ 150 milliards de yuans.
Face à ce marché futur de mille milliards de yuans, les experts de l'industrie sont optimistes.
Zhang Yi, PDG et analyste en chef de iiMedia Research, a déclaré à Gasgoo Auto que, dans le futur, les batteries sodium-ion pourraient surmonter les défis liés aux scénarios d'application et à l'évolutivité, avec des opportunités de résoudre leurs lacunes grâce à l'innovation technologique en un temps relativement court.
Un Passé de Revers
Avant d'attirer l'attention des capitaux, les batteries sodium-ion ont connu un parcours allant des revers à un développement florissant.
Les batteries sodium-ion sont un type de batterie rechargeable fonctionnant par le déplacement des ions sodium entre la cathode et l'anode, similaire au principe de fonctionnement des batteries lithium-ion. Elles sont principalement utilisées dans les véhicules électriques à basse vitesse, les chariots élévateurs électriques, les systèmes de stockage d'énergie (ESS) des stations de base 5G, les ESS domestiques et les ESS à grande échelle.
La Chine dispose de trois avantages majeurs dans le développement des batteries sodium-ion : premièrement, des réserves abondantes de sodium, non limitées par les ressources ou la géographie, offrant des avantages significatifs par rapport aux batteries lithium-ion. Deuxièmement, une grande sécurité. Lors des tests, elles ne prennent pas feu ni n'explosent, et pendant le transport, elles réduisent les risques de sécurité. Troisièmement, d'excellentes performances à haute et basse température. Les données montrent que les batteries sodium-ion conservent plus de 90 % de leur capacité de décharge à des températures aussi basses que -20°C.
Les concepts de batteries sodium-ion et lithium-ion ont tous deux été proposés dans les années 1970, mais leurs trajectoires ont été très différentes.
En 1976, Whittingham a rapporté pour la première fois la réaction d'intercalation électrochimique réversible du TiS2 en couches avec le lithium dans les batteries Li//TiS2. Il a découvert que le sodium et le lithium pouvaient s'intercaler dans le TiS2 et d'autres disulfures de métaux de transition.
Cependant, en raison de la faible tension en circuit ouvert de la cathode TiS2 (environ 2,2 V) et de l'instabilité causée par l'anode en lithium métallique, les batteries Li//TiS2 n'ont pas pu être développées en batteries fonctionnelles commercialement viables.
De plus, le rayon plus grand des ions sodium par rapport aux ions lithium a conduit à une capacité des batteries sodium-ion représentant seulement un dixième de celle des batteries lithium-ion lorsqu'elles utilisent les mêmes matériaux.
En conséquence, les scientifiques ont concentré leurs efforts sur la R&D des batteries lithium-ion, mettant temporairement de côté la recherche sur les batteries sodium-ion.
Grâce aux efforts des scientifiques, la technologie des batteries lithium-ion a connu des avancées significatives au cours des 50 dernières années. En 1990, Sony a été la première à commercialiser les batteries lithium-ion, tandis que les batteries sodium-ion restaient négligées.
Cela a conduit à une forte baisse de la recherche sur les batteries sodium-ion entre 1990 et 2000. Pendant la même période, la part de marché des batteries lithium-ion a continué d'augmenter.
En 2010, les batteries sodium-ion ont finalement connu un tournant. Dans le contexte d'une révolution mondiale des énergies renouvelables, la rareté et la répartition inégale des ressources en lithium ont mis en évidence que s'appuyer uniquement sur les batteries lithium-ion ne suffirait pas pour la transition vers une énergie électrifiée.
Étant donné que les matériaux de cathode et d'anode des batteries sodium-ion sont abondants sur Terre, les batteries sodium-ion sont revenues au premier plan de l'industrie.
À partir de 2010, une vague de R&D sur les batteries sodium-ion a débuté dans l'industrie. De 2010 à 2020, la recherche liée aux batteries sodium-ion a connu une croissance explosive, avec une augmentation significative des articles académiques et des brevets.
Un grand nombre d'entreprises ont également commencé à investir dans la recherche sur les batteries sodium-ion, inaugurant une nouvelle ère de développement florissant. Avec l'entrée d'entreprises nationales comme CATL, HiNa Battery, Na Innovation Energy, Ronbay Technology et Sunwoda, ainsi que d'entreprises internationales comme Natron Energy et Faradion, la commercialisation à grande échelle des batteries sodium-ion s'est accélérée.
Pourquoi ce Retour en Grâce ?
La popularité du secteur des batteries sodium-ion n'est pas nouvelle ; il a gagné en traction il y a des années.
En 2021, CATL a lancé sa première génération de batteries sodium-ion, ainsi qu'un pack hybride lithium-sodium. Selon les plans de CATL, l'industrialisation des batteries sodium-ion a déjà commencé, avec une chaîne industrielle de base attendue d'ici 2023.
En avril 2022, la startup de batteries sodium-ion HiNa Battery a subi des changements commerciaux, ajoutant des institutions de premier plan comme Hubble Investment de Huawei, Haisong Capital et Poly Capital en tant qu'actionnaires. Le capital social de l'entreprise a également augmenté pour atteindre environ 30,95 millions de yuans.
En juin 2023, East Group a annoncé son intention d'investir conjointement avec une plateforme d'actionnariat salarié pour établir une société de projet de batteries sodium-ion. Ce même mois, Zhongbei New Energy a annoncé la production de masse de sa première batterie sodium-ion cylindrique de qualité automobile et a signé des accords de coopération stratégique avec HiNa Battery et d'autres entreprises en amont et en aval du secteur des batteries sodium-ion.
Pourquoi le marché des capitaux favorise-t-il à nouveau les batteries sodium-ion ?
Tout au long de 2024, les prix du lithium domestique ont commencé à se stabiliser. Début 2024, les prix du carbonate de lithium ont commencé à baisser lentement à partir de 97,000 yuans/tonne. À la mi-mars, les prix ont brièvement rebondi à 113,000 yuans/tonne avant de redescendre progressivement à environ 72,500 yuans/tonne. Le 24 décembre, le carbonate de lithium de qualité batterie était coté à 75,000 yuans/tonne, en hausse de 250 yuans/tonne par rapport au mois précédent.
D'autre part, la demande de matières premières comme le carbonate de lithium dans le marché automobile continue de croître. Selon les données de l'Association chinoise des voitures particulières, du 1er au 12 janvier 2025, les ventes au détail sur le marché intérieur des voitures particulières ont diminué en glissement mensuel et annuel, mais les ventes au détail de véhicules électriques ont tout de même enregistré une croissance annuelle de 8 %, avec un taux de pénétration atteignant 38,6 %. L'élan de croissance du marché des véhicules électriques reste fort.
De plus, les réserves abondantes de matières premières pour les batteries sodium-ion renforceront davantage la chaîne industrielle en boucle fermée.
Zhang Yi a souligné qu'une autre raison majeure pour laquelle les batteries sodium-ion sont favorisées par les capitaux est l'abondance et la diversité des formes de sodium sur Terre, rendant les ions sodium hautement extractibles. Cela représente un avantage significatif en termes de matières premières pour l'avenir.
Selon les données de l'Institut de recherche de Guojin Securities, en 2020, près de 60 % des ressources mondiales prouvées en lithium étaient concentrées en Amérique du Sud et en Océanie. Bien que la Chine se classe sixième au niveau mondial en termes de réserves de ressources en lithium, elle ne peut pas répondre à l'énorme demande du marché intérieur.
Comparé à l'abondance crustale du lithium de 0,0065 %, celle du sodium atteint 2,5 %. Non seulement il s'agit du sixième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, mais il est également réparti uniformément à l'échelle mondiale, rendant son prix moins sensible aux fluctuations de la demande du marché.
"En termes d'évolutivité et de popularisation de l'industrie des batteries, les batteries au lithium sont relativement plus courantes, avec des avantages clairs tels qu'une industrialisation à grande échelle plus précoce et une chaîne industrielle plus mature. Cependant, la chaîne industrielle du sodium est actuellement moins développée, ce qui entraîne des coûts de matières premières plus faibles mais des coûts de traitement plus élevés pour ses applications. Ces entreprises récemment financées utiliseront les capitaux pour améliorer davantage la chaîne d'industrialisation à l'avenir", a ajouté Zhang Yi.
Deux Grands Défis Subsistent
Actuellement, il existe trois voies techniques pour les batteries sodium-ion, principalement distinguées par les matériaux de cathode utilisés.
La première utilise des matériaux de cathode de type polyanion, offrant une charge rapide et une longue durée de vie, mais relativement coûteux.
La deuxième implique des matériaux de cathode de type bleu de Prusse pour les batteries sodium-ion, qui ont une densité énergétique plus élevée mais sont plus difficiles à synthétiser. Certaines entreprises travaillent déjà sur cette voie. CATL utilise ce système, et Guohai Securities estime qu'il existe une marge significative pour réduire les coûts dans le traitement des analogues du bleu de Prusse.
La troisième implique des matériaux d'oxyde en couches, mais ces matériaux de cathode contiennent du nickel et du cobalt, ce qui les rend relativement coûteux. HiNa Battery a découvert que le cuivre peut reproduire les performances du nickel et du cobalt, avec un coût du cuivre représentant la moitié de celui du nickel et un quart de celui du cobalt, conduisant au développement de matériaux de cathode d'oxyde en couches à base de cuivre pour les batteries sodium-ion.
Le coût des matériaux d'anode des batteries sodium-ion est relativement élevé, principalement en raison du coût élevé des matériaux de carbone dur. Selon un rapport des analystes de Guohai Securities, le coût des matériaux de carbone amorphe domestiques est d'environ 80,000-200,000 yuans/tonne, ce qui présente des barrières élevées pour l'industrie. De plus, Great Power Energy a déclaré sur sa plateforme d'interaction avec les investisseurs que les batteries sodium-ion n'ont pas d'avantage significatif en termes de coût par rapport aux batteries lithium-ion, principalement en raison du coût élevé des matériaux d'anode en carbone dur.
Le coût élevé des matériaux d'anode signifie que les batteries sodium-ion n'ont pas d'avantage clair en termes de coût global par rapport aux batteries lithium-ion.
Wang Zixuan, président de Zhejiang Qingna, a calculé que lorsque les prix du carbonate de lithium sont à 200,000 yuans/tonne, les batteries sodium-ion ont un avantage marginal de coût de 24 % ; à 100,000 yuans/tonne, l'avantage tombe à 12 % ; et si les prix du carbonate de lithium reviennent à 50,000 yuans/tonne, l'avantage marginal de coût des batteries sodium-ion n'est que de 5 %.
En termes de densité énergétique, les batteries sodium-ion ont encore une marge significative d'amélioration technologique. Actuellement, la deuxième génération de batteries sodium-ion de CATL vise une densité énergétique de plus de 200Wh/kg, avec une production de masse prévue d'ici 2027. Parallèlement, CATL a officiellement dévoilé sa batterie 4C LFP Shenxing PLUS au Salon international de l'automobile de Pékin 2024, avec une densité énergétique de 205Wh/kg.
Zhang Yi a déclaré que les batteries sodium-ion font encore face à des défis importants, tels que leur application dans le secteur ESS, les progrès de l'industrialisation et la maturité, qui nécessitent tous des efforts substantiels en R&D. Cependant, en tirant parti des ressources abondantes et des avantages de coût des matières premières, ces défis peuvent être relevés avec le temps grâce à un investissement accru en R&D.
"De plus, les avantages des batteries sodium-ion en termes de performance à basse température et de polyvalence dans divers scénarios d'application pourraient apporter davantage d'innovations sur le marché", a ajouté Zhang Yi.
Juste un "favori" du marché complémentaire ?
Bien que les initiés de l'industrie soient optimistes quant aux perspectives commerciales des batteries sodium-ion, la plupart des modèles de voitures équipés de batteries sodium-ion sont actuellement des micro-VE purs, ainsi que des modèles à autonomie étendue et hybrides.
En avril 2023, Chery Automobile a annoncé que les batteries sodium-ion de CATL feraient leurs débuts dans les modèles de voitures Chery. En décembre 2023, HiNa Battery a annoncé que la version à batterie sodium-ion du VE Hua Xianzi, lancée conjointement avec JAC Yiwei, était sortie de la chaîne de production, avec des livraisons de masse prévues pour janvier 2024. Cela marque le premier véhicule à batterie sodium-ion produit en série au monde. Au cours du même mois, le premier modèle de voiture électrique pure de classe A00 à batterie sodium-ion, lancé conjointement par Farasis Energy et JMC Group NEV, est officiellement sorti de la chaîne de production.
Il est évident que les modèles de voitures mentionnés ci-dessus équipés de batteries sodium-ion sont principalement des berlines électriques pures de classe A00 (microcars) ou de classe A0 (petites voitures).
Actuellement, la densité énergétique des batteries lithium ternaires peut atteindre 300Wh/kg, celle des batteries LFP environ 180Wh/kg, tandis que celle des batteries sodium-ion varie généralement entre 90-160Wh/kg. Même pour CATL, un géant de l'industrie des batteries de puissance, la densité énergétique de sa première génération de batteries sodium-ion n'est que de 160Wh/kg.
Cependant, les batteries sodium-ion, qui n'ont actuellement aucune place sur le marché des véhicules électriques purs de milieu à haut de gamme, sont devenues très recherchées sur les marchés des modèles à autonomie étendue et hybrides. La combinaison "hybride" de lithium et de sodium devrait devenir une direction de développement importante pour les batteries sodium-ion à l'avenir.
En octobre 2024, CATL a officiellement lancé la batterie hybride super Xiaoyao. Selon CATL, il s'agit de la première batterie hybride au monde avec une autonomie de conduite électrique pure de plus de 400 kilomètres et une capacité de charge ultra-rapide 4C.
Notamment, CATL a appliqué la technologie des batteries sodium-ion dans la batterie hybride super Xiaoyao. Pour améliorer davantage les performances à basse température de la batterie Xiaoyao, CATL a réalisé trois innovations technologiques autour de la technologie des batteries sodium-ion.
Premièrement, en utilisant la technologie pionnière d'intégration de système de batterie AB de CATL, le pack batterie Xiaoyao intègre des batteries sodium-ion et lithium-ion dans une certaine proportion et disposition via des connexions hybrides, en série et en parallèle, réalisant une amélioration de 5 % de l'autonomie de conduite à basse température.
Deuxièmement, CATL utilise les batteries sodium-ion comme référence de surveillance SOC pour le système de batterie AB afin d'aider à calibrer la charge de la batterie lithium-ion, améliorant la précision globale du contrôle du système de 30 % et ajoutant plus de 10 km à l'autonomie de conduite électrique pure.
Troisièmement, pour résoudre le problème de la gestion ciblée des partitions pour différents systèmes de matériaux au sein du même pack batterie dans des conditions de basse température, CATL a développé une technologie BMS de calcul précis de la puissance sur toute la plage de températures. Cette technologie permet une gestion ciblée des partitions pour différents systèmes chimiques dans tous les scénarios météorologiques, résolvant efficacement des problèmes tels que la distorsion de la prédiction de la puissance ou la dégradation des performances dans des environnements de températures extrêmes élevées et basses.
"Actuellement, la batterie hybride super Xiaoyao a été appliquée à des marques telles que Li Auto, Avatr, Deepal, Qiyuan et Neta", a déclaré Gao Huan, directeur technique de la division des véhicules de tourisme domestiques de CATL. Il est prévu qu'en 2025, près de 30 modèles hybrides, y compris ceux de Geely, Chery, GAC et VOYAH, seront équipés de la batterie hybride super Xiaoyao de CATL.
Zhang Yi a analysé que bien que les performances de stockage d'énergie des batteries sodium-ion soient limitées, les modèles actuellement installés sont principalement des micro-voitures électriques pures, ainsi que certains modèles à autonomie étendue et hybrides. Cependant, dans une certaine mesure, cela compense également des lacunes, y compris celles liées au stockage d'énergie et à la maturité du soutien de la chaîne industrielle. Par conséquent, théoriquement parlant, que les batteries sodium-ion puissent s'adapter à une gamme plus large de modèles de voitures et de scénarios d'application à l'avenir, je crois qu'il y a un potentiel.
