Découvrir les différents types de batteries lithium
Les batteries lithium-ion sont omniprésentes. Depuis leur apparition au début des années 1990, les batteries lithium-ion ont progressivement remplacé les anciennes générations dans la plupart des usages professionnels et grand public. Leur succès repose sur trois atouts majeurs : leur densité énergétique plus élevée que les technologies précédemment utilisées, leur légèreté et l’absence d’effet mémoire. C’est ce rapport entre densité énergétique et poids qui positionne les batteries au lithium parmi les meilleurs accumulateurs du marché. Néanmoins, il existe plusieurs technologies de batteries lithium, avec pour chacune ses avantages et ses inconvénients : les batteries lithium nickel-cobalt-manganèse, les batteries lithium-cobalt-aluminium, les batteries lithium-polymère et les batteries lithium-fer-phosphate. Dans cet article, nous vous proposons un tour d’horizon des principales technologies lithium du marché, en mettant l’accent sur deux d’entre elles : le lithium NMC et le lithium fer phosphate (LiFePO4).
Comprendre le fonctionnement des batteries au lithium
Les batteries sont des systèmes de stockage d’énergie constitués d’une quantité d’éléments qui réagissent ensemble au moyen de réactions chimiques. Ces réactions permettent le passage réversible d’ions lithium entre l’anode et la cathode à travers un électrolyte. Les performances globales de la batterie (capacité, puissance, durée de vie, stabilité thermique) dépendent de la nature des matériaux utilisés et de leur configuration.
Les principales technologies
Les batteries lithium nickel-cobalt-manganèse (NCM)
Les batteries lithium-ion se démarquent par leur grande capacité de stockage pour un volume et un poids faible. Ces batteries possèdent donc une densité énergétique considérablement élevée, ce qui en fait l’une des meilleures technologies pour des applications où l’autonomie est essentielle. La technologie lithium nickel-cobalt-manganèse est en effet la plus répandue sur le marché des appareils nomades et des mobilités douces. Elle présente des valeurs d’énergie comprises entre 150 Wh/kg et 250 Wh/kg. Les batteries lithium-ion (NCM)sont constituées d’une cathode multicouche composée de nickel, de cobalt et de manganèse.
Chez Batteries Prod, nous intégrons la technologie NCM dans la conception de batteries sur mesure. Grâce à plusieurs années d’expérience et à un savoir-faire maîtrisé, Batteries Prod s’engage à fournir des batteries fiables et garanties sans risque.
Les batteries lithium-fer-phosphate (LiFePO4)
La technologie LiFePO4 est reconnue pour sa stabilité thermique et sa longue durée de vie, ce qui en fait une excellente alternative au plomb dans des applications industrielles ou stationnaires. Elles ont une construction similaire aux batteries lithium-ion, mais elles contiennent du phosphate de fer et de lithium au niveau de la cathode et du carbone pour l’anode. La technologie LiFePO4 possède des atouts intéressants, mais sa valeur énergétique est inférieure à celle batteries NCM, comprise entre 90 Wh/kg et 120 Wh/kg. Cependant, cette technologie possède une grande densité de puissance, les batteries (LiFePo4) sont utilisées dans le domaine de l’industrie pour des applications de traction à moyenne puissance, et même de traction lourde.
La technologie lithium-fer-phosphate se distingue par sa grande longévité, en particulier grâce à la stabilité de son électrode positive. Ces batteries peuvent atteindre jusqu’à 2000 cycles de charge et décharge, soit bien plus que les quelques centaines de cycles offerts par la majorité des batteries au plomb. Cette durabilité en fait un choix privilégié pour les applications de stockage d’énergie stationnaire. Autre atout : leur excellente tolérance aux températures élevées, avec un fonctionnement fiable dans une plage allant de 0 °C à 60 °C. En revanche, cette technologie présente des inconvénients. À puissance similaire, une batterie lithium-fer-phosphate est plus lourde et volumineuse qu’une batterie lithium-ion (NCM).
D’autres technologies de batteries au lithium, comme les batteries lithium-air ou lithium-soufre, sont en phase d’étude. Dans un contexte de transition énergétique, la demande porte sur des solutions capables de stocker toujours plus d’énergie avec une plus grande durée de vie, mais ce marché reste dominé par les batteries Li-ion.
Choisir la bonne technologie, c’est avant tout répondre à un cahier des charges précis : autonomie, poids, environnement, contraintes thermiques, cycles de vie, etc. Chez Batteries Prod, nous vous accompagnons dans la sélection et la conception de batteries lithium sur mesure, adaptées à vos usages professionnels.