Les batteries lithium-ion des véhicules électriques

27 octobre 2022
batterie lithium-ion

 

La batterie lithium-ion s’est imposée comme étant la technologie de référence, notamment sur le marché des véhicules électriques. Elle est reconnue pour ses excellentes performances en matière d’autonomie et de puissance.

La technologie lithium-ion équipe les VE du fait de son rapport poids/puissance, sa haute densité énergétique et sa longue durée de vie, grâce à un faible taux d’autodécharge. Cette technologie permet en effet de stocker une grande quantité d’énergie pour un poids et un volume faible, et elle ne nécessite pas d’entretien particulier.

Depuis leurs débuts, les batteries lithium-ion sont en évolution constante vers plus de légèreté et d’autonomie. Dans le cadre de la transition énergétique, les batteries Li-ion doivent répondre aux besoins croissants des voitures électriques, dont elles sont l’élément central. Le Parlement européen ayant voté le 8 juin dernier, l’interdiction de la vente des voitures neuves thermiques à partir de 2035.

 

Les batteries lithium-ion 

Il existe différents types et chimies de batteries lithium-ion sur le marché. Ils ne sont pas en concurrence, mais sont tous adaptés à des domaines d’application différents. Nous retrouvons donc plusieurs types de batteries Li-ion dans les voitures électriques en fonction des besoins. Plusieurs facteurs varient comme la chimie, la densité énergétique, le poids et pas seulement le voltage l’ampère-heure et la taille de la batterie.

Ces propriétés impactent la capacité, dont la puissance des batteries, et également leur coût de fabrication.

On distingue les batteries lithium-ion en fonction de la composition chimique de la cathode. Les chimies les plus employées sont les batteries lithium-ion NCM (nickel cobalt manganèse), NCA (nickel cobalt aluminium) et LFP (lithium fer phosphate).

Tesla utilise par exemple pour ses véhicules d’entrée de gamme, une technologie lithium-ion moins dense en énergie, le LFP (lithium fer phosphate) et de ce fait, moins chère. La batterie représente un pourcentage important du coût d’une voiture électrique. Le type de batterie influe donc grandement sur le prix d’achat d’un véhicule électrique.

Les batteries lithium-ion NCM et NCA composées de nickel offrent de meilleures performances dues à une densité énergétique élevée, ce qui les prédispose à équiper des véhicules électriques longue autonomie. 

Les batteries qui utilisent la chimie NCA possèdent une densité énergétique pouvant atteindre 250 à 300 Wh/kg. Avec la chimie NCM, il est possible d’atteindre jusqu’à 240 Wh/kg. En revanche, la chimie NCA a un indice de sécurité inférieur à celui des batteries lithium-ion NCM. 

Ces deux types de batteries lithium-ion sont utilisés par des constructeurs automobiles tels que Tesla, BMW, Volkswagen…

D’autres technologies font l’objet de recherches au vu de leur fort potentiel, notamment la batterie tout-solide, elle aussi fondée sur l’utilisation du lithium. 

Chez Batteries Prod, nous développons et fabriquons des batteries lithium-ion NCM sur-mesure de haute technologie pour s’adapter à vos produits. Batteries Prod s’engage à vous fournir des batteries lithium-ion fiables et garanties sans risque.

Outre la technologie, la forme des cellules peut varier selon trois types. Les plus communes sont les cellules 1865 de forme cylindrique. On retrouve ces cellules dans les batteries des mobilités électriques, comme les vélos électriques, les trottinettes… Les cellules 2170 et 4680 diffèrent par leur taille. Plus les cellules sont grandes et plus la capacité de la batterie sera importante.

 

L’importance du BMS 

La chimie sélectionnée n’est pas l’unique élément qui détermine les performances d’une batterie lithium-ion, mais aussi le BMS (Battery Management System). Il s’agit d’un système de gestion qui assure un contrôle intelligent de la batterie et garantit ainsi des performances équivalentes dans le temps.

Pour en savoir plus : Le rôle du BMS de la batterie lithium-ion