Quelle est la meilleure technologie de batterie ?

3 mai 2022

 

La batterie est l’élément majeur de nos objets nomades et des applications stationnaires.  La demande en source d’énergie ne fait qu’accroître et les batteries doivent répondre à des exigences de plus en plus élevées.

La recherche de batteries plus légères, performantes et puissantes avec des coûts de production réduits devient un enjeu considérable pour répondre aux besoins de la transition énergétique en cours.

Depuis la conception des premières piles électriques de nombreux accumulateurs ont été développés. Afin de remplacer les accumulateurs classiques au plomb et au Nickel Cadmium, de nouvelles batteries ont émergé telles que les batteries Nickel Métal Hydrure et les batteries lithium-ion. Ces différents types de batteries sont composées d’une électrode positive et d’une électrode négative, immergées dans un électrolyte. Chaque technologie de batterie possède ses propres caractéristiques au niveau de la puissance, de la quantité d’énergie stockée et du nombre de cycles de charge-décharge.

 

Les différents types de batteries

Les batteries au plomb

La batterie au plomb a été la première batterie rechargeable, inventée en 1859 par un français. Elle est constituée d’une plaque de plomb et d’une plaque de bioxyde de plomb immergées dans une solution d’acide sulfurique. La batterie au plomb a un mauvais rapport masse/énergie, mais elle a l’avantage de pouvoir fournir une grande intensité. Elle est adaptée au démarrage des véhicules et elle dispose également d’un effet mémoire important. Ces batteries sont sensibles au froid, de ce fait, elles perdent en capacité. Les batteries au plomb sont amenées à disparaître au profit de technologies moins polluantes. 

 

Les batteries Nickel Cadmium (Ni-Cd) 

Les batteries Ni-Cd ont été la première technologie alternative aux batteries au plomb. Elles sont constituées d’une cathode à base de cadmium et d’une anode en nickel, immergées dans une solution alcaline. Les batteries Nickel Cadmium possèdent une capacité supérieure à celle des batteries au plomb ainsi qu’une plus longue durée de vie. Elles ne sont plus commercialisées depuis 2006 en raison de leur toxicité. Ces batteries ont été remplacées par les batteries Nickel-hydrure métallique.

 

Les batteries Nickel Métal Hydrure (Ni-Mh)

Cette technologie est commercialisée depuis les années 90 pour alimenter des objets grand public. Ces batteries utilisent de l’hydrure métallique et de l’oxyhydroxyde de nickel pour leurs électrodes. Elles disposent en effet de meilleures performances que les batteries Ni-Cd et elles présentent une énergie supérieure d’au moins 30%. Cette technologie peut équiper certains véhicules électriques, des outils électroportatifs, des alimentations de secours… Les batteries Nickel Métal Hydrure supportent des courants forts et sont peu sensibles à l’effet mémoire, mais elles ont une faible durée de vie en nombre de cycle.

 

Les batteries lithium polymère (LiPo)

La batterie lithium polymère est une batterie de technologie lithium-ion qui possède un électrolyte à base de gel (polymère gelifié) remplaçant un électrolyte liquide (solvant et sels de lithium liquide). La circulation des ions entre les électrodes est alors améliorée.

Cela offre aux fabricants des avantages pour produire des batteries de formes réduites, flexibles et variées, permettant tous les design. La batterie lithium polymère n’est pas constituée d’une coque rigide comme les batteries lithium-ion, de ce fait, le poids de la batterie est réduit de 20%. Les batteries lithium polymère sont donc légères et elles supportent un grand nombre de cycles. En revanche, la charge est contrainte à des règles strictes.

 

Les batteries lithium-ion (Li-ion)

Les batteries lithium-ion ont été commercialisées au début des années 90 par Sony, elles ont depuis révolutionné le marché des appareils électroniques. Elles dominent le marché de l’énergie. Les batteries lithium-ion remplacent alors les batteries au plomb et Nickel-Cadium. La technologie lithium-ion permet le plus haut niveau de densité énergétique. Ces batteries ont une grande capacité de stockage, elles permettent de stocker 3 à 4 fois plus d’énergie que les autres technologies. Les batteries lithium-ion sont légères, possèdent une faible auto-décharge et supportent de nombreux cycles de charge-décharge.

Chez Batteries Prod, nous utilisons la technologie lithium-ion afin de proposer des batteries de qualité, sur-mesure correspondant à votre utilisation. Nos batteries sont fabriquées en France à partir d’accumulateurs de marque Samsung et LG.

 

Les batteries nouvelle génération

Les batteries lithium-ion sont répandues sur le marché mondial pour les applications nomades. Toutefois, elles présentent des limites technologiques pour répondre aux besoins grandissants du stockage d’énergie pour la transition énergétique et les véhicules électriques. 

Ces dernières années ont été marquées par des recherches foisonnantes et innovantes tant au niveau des matériaux que des concepts, conduisant à l’émergence de nouvelles batteries. Les recherches se portent sur des systèmes électrochimiques davantage légers, puissants et économiques. Nous les évoquions dans des articles précédents : la batterie Lithium-Soufre, la batterie lithium-ion solide ou encore la batterie lithium-air. Leur développement étant long et incertain, les batteries au lithium domineront encore le marché de l’énergie.