Les premiers accus au sodium ont été développés simultanément avec les accus au lithium, mais les chercheurs se sont rapidement concentrés sur les accus au lithium qui avaient de meilleures caractéristiques. Maintenant la donne achangé et ces accus redeviennent inetressant à cause du prix des matières premières qui ne fait qu'augmenter.

L'ion sodium remplace l'ion lithium

La cathode (le pôle positif) de l'accu se compose d'oxides métalliques permettant l'insertion des ions sodium. Ce ne sont pas les mêmes éléments chimiques que dans le cas d'accus au lithium dont les ions sont plus petits. Plusieurs compositions sont possibles, ayant des caractéristiques différentes. Pour l'anode, on utilise généralement du carbone dur. L'électrolyte est un sel de sodium.

Les accus au lithium ont l'avantage qu'ils ont été développés pendant de nombreuses années et que la technologie est maintenant pratiquement figée: il ne faut plus s'attendre à de grands boulversements en ce qui concerne la technologie lithium. Pour les accus au sodium, les chercheurs n'ont pas encore déterminé la meilleure composition des électrodes.

L'ion sodium étant plus grand que l'ion lithium, l'énergie qui peut être enmagasinée par unité de poids et de volume sera toujours moindre qu'avec un accu lithium. Les accus au sodium sont souvent comparés aux accus LFP (lithium-fer-phosphate) dont la tension par élément et la capacité est pratiquement identique.

Les premiers accus n'étaient pas très stables à cause des électrodes qui étaient détruites à la longue par l'insertion des ions sodium, mais ce problème a été résolu et le nombre de cycles qu'un tel accu peut faire atteint et même dépasse celui des accus LFP, tout en ayant des limites de fonctionnement (tensions et températures admissibles) beaucoup plus étendues.

Les accus au sodium peuvent être fabriqués avec pratiquement le même procédé que pour les accus au lithium, c'est la chimie utilisée qui diffère (matières premières). Les frais pour modifier une unité de production est de 10% du coût de démarrer une nouvelle unité. Il est ainsi assez aisé de passer d'un type d'accu à l'autre.

Tension variable

Un inconvénient est que les systèmes qui utilisent ces accus doivent pouvoir travailler avec une tension variable: la tension d'une batterie de 4 éléments va de 8V (accu vide) à 16V (accu complètement chargé). On peut généralement utiliser les systèmes de panneaux solaires conçus pour des accus LFP tout en sachant que la capacité nominale ne sera pas atteinte si la tension en charge ne dépasse pas 14.8V.

Un avantage est qu'il est assez facile d'estimer l'état de charge de l'accu en mesurant sa tension car il n'y a pas de plateau où la tension reste pratiquement constante entre 20 et 80% de la charge. En ceci l'accu sodium est comparable à la batterie au plomb-acide.

Un autre avantage peu visible mais décisif est que l'égalisation des éléments peut se faire plus facilement, puisqu'un élément plus chargé a une tension plus élevée. Avec un accu LFP l'égalisation de la charge ne peut se faire qu'en fin de charge, quand l'accu est chargé à plus de 80%. Un accu LFP qui n'est que très rarement chargé à 100% va se deséquilibrer à la longue avec une diminution de la capacité utilisable: j'en ai fait l'expérience.

Comparaison accu LFP - accu sodium

La technologie des accus au sodium est en évolution constante et on s'attend à encore quelques améliorations (surtout une légère augmentation de la capacité). Le nombre de cycles que l'accu peut effectuer est maintenant déjà au même niveau que celui des accus LFP.

Les scientifiques ne se sont pas encore mis d'accord pour choisir une seule chimie pour les accus NIB et cela peut réduire l'acceptation des accus au sodium. La tension et les caractéristiques sont légèrement différentes selon le type d'électrode utilisé.

La technologie sodium est très récente et la production ne fait que commencer. Début 2026 je n'ai trouvé que des vendeurs chinois (Alibaba, aliexpress,...) qui ne sont absolument pas fiable, jamais je n'acheterai de batteries chez eux.

Actuellement les rares batteries au sodium se situent entre les batteries au plomb-acide et les batteries LFP en ce qui concerne le poids et le volume par kWh disponible. Ces batteries seront toujours plus lourdes que les batteries au lithium (l'atome sodium est plus gros et donc plus lourd par unité de charge).

Alors que les matières premières pour fabriquer des accus au sodium sont moins chères que pour les accus au lithium, il y a toujours une différence de prix en défaveur des accus au sodium (2026). C'est surtout valable en ce qui concerne les batteries 12V, qui sont même plus chères que les batteries LFP! Il faudra attendre une augmentation de la production pour voir une évolution des prix.

La tension des accus NIB varie fortement, non seulement selon la charge de l'accu (chargé ou décharge), mais également selon le courant (accu en recharge ou en décharge). Si la première caractéristique est interessante (elle permet d'utiliser un circuit d'égalisation plus simple et plus efficace), la seconde caractéristique est moins bonne car elle indique un mauvais rendement.

Si l'accu a une tension de 3.7V en charge et de 3V en décharge, cela veut dire que le rendement ne dépassera pas 80%. Il faut en effet pomper 3.7W dans l'accu (courant de charge de 1A) pour n'en retirer que 3W (courant de décharge de 1A). C'est moins interessant pour certaines applications où charger l'accu coûte de l'argent (voitures électriques chargées via le réseau de distribution), mais cela ne joue pas un rôle important là où l'énergie est pratiquement gratuite (panneaux photo-voltaïques).

On va donc surtout utiliser cette technologie pour stocker l'énergie des panneaux solaires: il faut de grandes capacités pour stocker de l'énergie pendant plusieurs jours. Dans le cas de stockage d'énergie le fait que la capacité par unité de volume n'est pas très élevée n'est pas un inconvénient majeur. Ce qui est important c'est que les accus sont fiables et sûrs.

Comparaison de la technologie sodium avec la technologie LFP:

Dans l'état actuel de la technologie les accus au sodium semblent très fiables, résistent bien aux nombreux cyles, mais on a déterminé par calcul que la capacité par unité de volume de va plus tellement augmenter. La chimie qui en fait des accus très sûrs fait également que la capacité est moins élevée.

Pour l'instant il vaut mieux ne pas encore acheter de batteries au sodium-ion tant qu'on n'a pas de retour d'expérience après plusieurs années d'utilisation effective.

Utilisation dans les véhicules

Les accus au sodium résistent mieux aux mauvais traitements et peuvent être déchargés jusqu'à 0V. Avec une tension de charge de 14.4V (la tension en charge normale dans une voiture) la batterie au sodium n'est pas encore totalement chargée. Un module BMS qui coupe la batterie n'est donc pas nécessaire. Un circuit égalisateur de charge est malgré tout recommandé.

A droite une comparaison des deux technologies (2026): les batteries NIB (natrium-ion battery) sont plus du double plus chères, ont une capacité un peu moindre (à cause de la tension nominale un peu plus basse de 12V au lieu de 12.8V), pèsent plus lourd et ont une durée de vie estimée moindre. Le seul intéret de ces batteries est qu'elles peuvent être totalement déchargées (comme les accus nickel-fer d'antan).

Ces batteries n'ont probablement pas de BMS (ce n'est pas vraiment nécessaire) et n'ont pas de module de communication bluetooth non plus. Mais le niveau de la charge peut être déterminé approximativement par la tension au repos.

Les accus au sodium peuvent fonctionner dans une gamme étendue de températures (jusqu'à -40°C alors que les accus lithium sont limités à -20°C). Ce n'est pas vraiment un problème chez nous, mais bien au Groenland (le Groenland est un "hot topic" en 2026).

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