[Analyse SMM] Revue et perspectives futures des batteries sodium-ion 2024—Une nouvelle vague dans l'océan bleu de l'énergie

SMM Actualités du 22 janvier :

Ces dernières années, avec le développement rapide des technologies des nouvelles énergies, les batteries sodium-ion, en tant que solution énergétique émergente, attirent progressivement l'attention. Des systèmes de stockage d'énergie (ESS) aux véhicules électriques à deux et trois roues, en passant par les outils électriques, les alimentations start-stop et les alimentations UPS, les champs d'application des batteries sodium-ion ne cessent de s'élargir.

Selon l'enquête de SMM, la demande chinoise en ESS à batteries sodium-ion en 2024 atteindra 1,2 GWh, soit une augmentation de 104 % en glissement annuel par rapport à 2023. Actuellement, la plupart des projets ESS à batteries sodium-ion sont des projets de démonstration, et davantage de projets ESS à batteries sodium-ion devraient être lancés en 2025. SMM prévoit que la demande domestique en ESS à batteries sodium-ion en 2025 approchera 4 GWh, soit une augmentation de plus de 200 % en glissement annuel. De plus, avec la mise en service progressive des capacités basées sur les polyanions, les cellules de batteries sodium-ion deviendront plus compétitives en termes de coût et de durée de vie. À l'avenir, avec l'augmentation des investissements en R&D, la densité énergétique et la durée de vie devraient encore s'améliorer.

Dans un autre domaine, l'application des batteries sodium-ion sur le marché des véhicules électriques à deux et trois roues montre également un fort élan de croissance. Bien que la production et les ventes mondiales de véhicules électriques à deux et trois roues équipés de batteries sodium-ion en 2024 ne soient que de quelques milliers d'unités, avec une demande en batteries sodium-ion de seulement 4 MWh, SMM prévoit qu'en 2025, la production et les ventes augmenteront à 35 500 unités, avec une demande en batteries sodium-ion atteignant 30 MWh, et le marché chinois contribuera de manière significative à cette croissance. En raison de leur excellente sécurité et de leurs performances de charge rapide, ainsi que de la baisse progressive des coûts de production, SMM s'attend à ce que les batteries sodium-ion soient utilisées dans plus d'un million d'unités d'ici 2027.

Dans le secteur des alimentations start-stop, les batteries sodium-ion conservent un potentiel significatif. Les batteries sodium-ion offrent une sécurité et une stabilité accrues, gérant efficacement des conditions extrêmes telles que des températures élevées, des pressions élevées et des courts-circuits sans risque d'explosion, d'incendie ou de fuite. De plus, les batteries sodium-ion excellent dans les environnements à basse température, fonctionnant normalement à -40°C, garantissant le démarrage normal des véhicules même dans des régions extrêmement froides. Avec leur grande sécurité, leurs excellentes performances à haute et basse température, leur longue durée de vie et leurs caractéristiques respectueuses de l'environnement, les batteries sodium-ion démontrent un immense potentiel d'application dans le domaine des alimentations start-stop et devraient progressivement remplacer les batteries traditionnelles au plomb-acide. En 2024, le marché mondial des alimentations start-stop à batteries sodium-ion ne comptera que quelques centaines d'unités, principalement pour des tests de validation pré-marché, y compris la validation de conception (DV) et la validation de produit (PV). Le cycle de validation pré-marché est de 2 à 3 ans, se concentrant principalement sur les modèles de voitures de milieu à haut de gamme pour une validation initiale et une mise en production ; le cycle d'application sur le marché secondaire dépend de l'acceptation des consommateurs et pourrait voir une application limitée sur le marché de l'échange de batteries à partir de 2025. D'ici 2027, le marché devrait progressivement atteindre 38 900 unités, et d'ici 2030, le nombre d'alimentations start-stop à batteries sodium-ion installées dans les véhicules atteindra 350 000 unités.

Dans le domaine des matières premières en amont pour les batteries sodium-ion, les capacités et la production correspondantes sont également augmentées pour mieux répondre à la demande croissante en cellules de batteries sodium-ion. Selon l'enquête de SMM, la production totale de cathodes pour batteries sodium-ion en Chine en 2024 sera de 9 262 tonnes, soit une augmentation de 67 % en glissement annuel par rapport à 2023. SMM prévoit que les matériaux cathodiques pour batteries sodium-ion domestiques augmenteront à plus de 15 000 tonnes en 2025. Actuellement, les cathodes pour batteries sodium-ion sont principalement divisées en trois voies techniques et six branches : les voies d'oxydes stratifiés phases O3 et P2, les matériaux polyanioniques tels que le phosphate de fer et de sodium (NFPP), le sulfate de fer et de sodium (NFS), et le phosphate de vanadium et de sodium (NVP), ainsi que la série prussienne.

Les matériaux d'anode en carbone dur pour batteries sodium-ion, en tant que composant clé des batteries sodium-ion, sont en phase de développement rapide, avec un paysage concurrentiel encore instable. De nombreuses entreprises, y compris des entreprises traditionnelles de matériaux d'anode pour batteries lithium-ion et des entreprises émergentes de matériaux pour batteries sodium-ion, participent activement à ce domaine. Les matières premières pour anodes en carbone dur incluent la biomasse, les matières fossiles, les plastiques, les résines, les sucres, et plus encore. Selon l'enquête de SMM, la production domestique d'anodes pour batteries sodium-ion en 2024 sera de 2 994 tonnes, soit une augmentation de 264 % en glissement annuel, et la production de matériaux d'anode pour batteries sodium-ion devrait dépasser 10 000 tonnes en 2025, soit une augmentation de 270 % en glissement annuel.

En plus des cathodes et des anodes, les électrolytes et les séparateurs sont également des composants critiques des cellules de batteries sodium-ion. Les électrolytes pour batteries sodium-ion incluent des sels de sodium tels que l'hexafluorophosphate de sodium (NaPF6) et le bis(imide trifluorométhanesulfonyle) de sodium (NaTFSI), avec des solvants comprenant des solvants à base d'ester et des solvants à base d'éther. Les solvants à base d'ester incluent le carbonate de diméthyle (DMC) et le carbonate d'éthylène (EC), tandis que les solvants à base d'éther incluent le dioxolane. Actuellement, les sels de sodium, matière première clé, sont principalement produits par des entreprises traditionnelles de LiPF6. Selon l'enquête de SMM, la production totale d'électrolytes pour batteries sodium-ion en 2024 sera de 3 624 tonnes, soit une augmentation de 135 % en glissement annuel. La production d'électrolytes devrait encore augmenter en 2025 avec la demande croissante en aval, atteignant plus de 7 000 tonnes.

Les types principaux de séparateurs pour batteries sodium-ion sur le marché incluent les séparateurs en polyéthylène (PE), en polypropylène (PP) et les séparateurs composites. Ces matériaux rencontrent encore des défis en termes de stabilité thermique et de compatibilité avec les électrolytes, nécessitant des améliorations et optimisations supplémentaires. Les entreprises de séparateurs pour batteries sodium-ion sont essentiellement des entreprises de séparateurs pour batteries lithium-ion, et certains types de séparateurs qu'elles produisent sont entièrement applicables à l'industrie des batteries sodium-ion. Actuellement, la capacité de production de séparateurs pour batteries lithium-ion est substantielle, répondant à la demande actuelle pour les batteries sodium-ion. Selon l'enquête de SMM, la production de séparateurs pour batteries sodium-ion en 2024 sera d'environ 39,2 millions de mètres carrés, soit une augmentation de 151 % en glissement annuel ; la production de séparateurs pour batteries sodium-ion devrait atteindre 74 millions de mètres carrés en 2025.

L'industrialisation des batteries sodium-ion s'accélère, et 2025 devrait marquer une transition des projets de démonstration vers des applications orientées marché. Au cours des cinq prochaines années, la taille du marché devrait dépasser 100 milliards. Avec des avantages tels que des ressources abondantes, un faible coût et une respectabilité environnementale, les batteries sodium-ion devraient occuper une part de marché significative dans les ESS et les véhicules électriques à basse vitesse, apportant un soutien crucial à la transition énergétique mondiale et au développement durable.

Équipe de recherche sur les nouvelles énergies de SMM

Cong Wang 021-51666838

Rui Ma 021-51595780

Ying Xu 021-51666707

Disheng Feng 021-51666714

Yujun Liu 021-20707895

Yanlin Lü 021-20707875