Des techniciens assemblent des batteries sodium-ion dans une usine de production de la province du Henan, en Chine centrale, le 28 février 2026. /VCG

Des années de recherche et développement, une fabrication de précision, des tests extrêmes, une surveillance constante et des dizaines de dispositifs de sécurité sont nécessaires pour prévenir l’emballement thermique des batteries. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences proposent une solution d’une simplicité surprenante : des batteries tout simplement ininflammables.

Leur solution consiste en une batterie sodium-ion utilisant un électrolyte polymérisable et ininflammable qui se solidifie rapidement sous l’effet d’une chaleur extrême, formant ainsi une barrière de sécurité interne.

L’emballement thermique représente depuis longtemps un défi pour la technologie des batteries, notamment pour les batteries lithium-ion, qui utilisent généralement des électrolytes inflammables. Ce problème est devenu encore plus préoccupant avec l’essor des véhicules électriques, compte tenu de la taille de leurs batteries.

Ce phénomène est une réaction en chaîne auto-entretenue au cours de laquelle une batterie entre dans un état de surchauffe incontrôlable. Une fois une certaine température atteinte, les composants chimiques internes de la batterie réagissent, libérant davantage de chaleur. Cette chaleur accélère alors les réactions, créant encore plus de chaleur dans un cercle vicieux. En quelques millisecondes ou minutes, la température peut grimper en flèche jusqu’à 700-1 000 °C. Ceci entraîne souvent le dégagement de gaz toxiques, des incendies violents ou des explosions.

De plus, comme la batterie produit son propre oxygène lors de cette réaction, les extincteurs classiques sont souvent inefficaces. Il faut généralement attendre que la batterie se consume d’elle-même. L’emballement thermique peut être déclenché par divers facteurs, notamment des dommages à la batterie, une surchauffe, une surcharge, des défauts de fabrication, une exposition à l’eau salée et des incendies externes.

Ça peut paraître effrayant, mais rassurez-vous. Selon EV FireSafe , le risque d’incendie spontané de votre véhicule électrique dû à un problème de batterie est d’environ 0,0012 %. Ce chiffre est rendu possible grâce à une ingénierie de pointe et à d’immenses ressources et efforts.

Les fabricants de batteries consacrent des années à la recherche et à la conception de chaque aspect de la batterie, de la chimie des cellules à l’architecture électrique. Cette étape est généralement suivie d’une fabrication de très haute précision, puis de plusieurs séries de tests rigoureux. Par ailleurs, les fabricants conçoivent de multiples systèmes de surveillance, de refroidissement, de protection et de sécurité autour des batteries.

Toutes ces mesures nécessitent des années d’efforts et représentent un coût qui pourrait facilement se chiffrer en milliards de dollars. On comprend donc pourquoi la solution proposée par les chercheurs, une batterie dotée d’un système intégré de prévention des incendies, constitue une avancée majeure.

Leur système est une batterie dotée d’un pare-feu intelligent intégré qui empêche automatiquement les incendies potentiels avant qu’ils ne se déclarent.

Contrairement aux batteries lithium-ion classiques qui utilisent des électrolytes liquides inflammables – généralement des carbonates organiques comme le carbonate d’éthylène (EC), le carbonate de diméthyle (DMC) et le carbonate de diéthyle –, ce nouveau modèle est à base d’ions sodium. Il est doté d’un électrolyte polymérisable non inflammable (PNE). Lorsque la température interne de la batterie dépasse 150 °C, l’électrolyte liquide subit une réaction chimique rapide et se solidifie. Cette barrière solide agit comme un pare-feu interne, bloquant physiquement la propagation de la chaleur et interrompant les réactions en chaîne qui conduisent généralement à des explosions.

Dans l’étude publiée dans Nature Energy , les chercheurs ont détaillé les excellentes performances du système lors des tests. La batterie a résisté à un chauffage externe jusqu’à 300 °C sans emballement thermique. La cellule a également passé avec succès les tests de pénétration par clou, simulant un court-circuit interne, en conservant son intégrité structurelle.

Et malgré les dispositifs de sécurité supplémentaires, la cellule a maintenu une densité énergétique compétitive de 211 Wh/kg et a fonctionné de manière fiable à des températures allant de -40 °C à 60 °C.

La raison de la préférence pour les batteries sodium-ion par rapport aux batteries lithium-ion est simple. Les systèmes sodium-ion sont intrinsèquement plus stables thermiquement. Ils utilisent des matériaux moins réactifs, ce qui les rend beaucoup moins sujets aux réactions d’emballement. Ceci constitue une base idéale pour les mécanismes de sécurité intégrés, tels que les électrolytes auto-solidifiants.

En revanche, les batteries sodium-ion ont une densité énergétique inférieure, ce qui signifie qu’elles stockent moins d’énergie par unité de volume que leurs homologues lithium-ion. Cependant, ce compromis est acceptable au regard des avantages du système.

Tout d’abord, cela élimine tout risque d’incendie. C’est un atout majeur en matière de sécurité. De plus, le système de sécurité est passif mais très efficace. Nul besoin d’ordinateur ni de pompe de refroidissement pour détecter un incendie : la chimie interne de la batterie fait office de fusible.

De plus, la sécurité intrinsèque de la batterie réduit le besoin de lourds et coûteux boîtiers ignifugés autour d’elle. Il en résulte une voiture plus légère et moins chère à fabriquer.

Quelques points importants. Ces systèmes polymérisables sont généralement conçus comme un dispositif de sécurité unidirectionnel. Une fois l’électrolyte solidifié, le mouvement des ions est stoppé, ce qui entraîne la mise hors service de la cellule. Bien que l’article ne le mentionne pas explicitement, une réparation au niveau du pack serait probablement nécessaire après activation. Ceci n’est pas nécessairement un inconvénient, car un arrêt irréversible est préférable dans les conceptions critiques pour la sécurité. Le pare-feu constitue une sécurité intégrée, les batteries étant censées fonctionner bien en dessous de 150 °C.

Le système nécessite toujours un système de refroidissement. Son fonctionnement normal génère de la chaleur, et les températures élevées peuvent dégrader ses performances et réduire sa durée de vie.

Ces problèmes mis à part, cette technologie peut avoir un potentiel considérable bien au-delà des véhicules électriques, pour s’appliquer à tout système utilisant des batteries.

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