Piles au lithium sont plus populaires que jamais et apparaissent dans divers appareils électroniques. Cependant, toutes les batteries au lithium ne sont pas identiques. Aujourd’hui, explorons les six principaux types de batteries au lithium – leurs avantages et inconvénients, et leurs meilleures applications.
Phosphate de fer et de lithium (LFP)
Les batteries LFP font partie des meilleurs types pour les systèmes de stockage d’énergie. Ils comportent des cathodes de phosphate et des anodes de carbone graphitique. Ces batteries offrent de longs cycles de vie, une excellente stabilité thermique et des performances électrochimiques fiables.
Avantages
Les batteries LFP sont populaires pour les applications haute puissance en raison de leur durabilité, de leur longue durée de vie et de leur sécurité. Ils durent souvent plus de 2 000 cycles et la profondeur de décharge a un impact minime sur leur durée de vie.
Les batteries LFP sont généralement conçues pour une profondeur de décharge de 80 %, et certaines peuvent même résister à une décharge de 100 % sans dommage.
Avec une faible résistance interne et un emballement thermique seuil d'environ 270°C (518°F), les batteries LFP sont l'une des options de batterie au lithium les plus sûres.
Inconvénients
Les batteries LFP ont une énergie spécifique inférieure (90 à 120 Wh/kg) par rapport aux autres batteries au lithium, et leurs performances seront également réduites à basse température. Cela les rend moins adaptés aux applications à démarrage élevé.
Applications
La batterie LFP est souvent utilisée pour remplacer les batteries au plomb à décharge profonde, car quatre cellules en série produisent 12, 80 V, similaire à six cellules au plomb de 2 V.
Oxyde de lithium et de cobalt (LCO)
Les LCO étaient une des premières chimies des batteries Li-ion. Ils ont une densité énergétique élevée mais une faible densité de puissance, ce qui les rend inadaptés aux applications à forte charge. Cependant, ils peuvent fournir de l’électricité sur une période prolongée.
Avantages
Les batteries LCO ont une énergie spécifique élevée (150 à 200 Wh/kg), ce qui leur permet de fournir de l'énergie pendant une période prolongée dans des applications à faible charge.
Inconvénients
Les batteries LCO ont une courte durée de vie, de 500 à 1 000 cycles, et le cobalt est cher, ce qui les rend coûteuses. Les batteries LCO ont également une faible stabilité thermique, ce qui limite leur utilisation dans des applications à forte charge.
Applications
Les batteries LCO étaient courantes dans les appareils électroniques légers et petits, mais perdent en popularité en raison des coûts élevés du cobalt et des problèmes de sécurité.
Oxyde de manganèse lithium-ion (LMO)
Les batteries LMO utilisent des cathodes d'oxyde de lithium et de manganèse, qui améliorent le flux d'ions, réduisent la résistance et augmentent la gestion du courant. Cela améliore la stabilité thermique et la sécurité.
Avantages
Les batteries LMO se chargent rapidement, fournissent une puissance élevée (100 à 150 Wh/kg) et fonctionnent efficacement à des températures plus élevées. Ils offrent également de la flexibilité, car leur chimie interne peut être ajustée pour optimiser les applications à charge élevée ou à longue durée de vie.
Inconvénients
Les batteries LMO perdent en popularité car elles offrent les mêmes caractéristiques que les batteries LFP mais ont des cycles de vie moins nombreux, souvent seulement 300 à 700.
Applications
Les batteries LMO sont utilisées pour les outils électriques portables, les appareils médicaux et certains véhicules hybrides/électriques.
Lithium Nickel Manganèse Cobalt (NMC)
Piles NMC équilibrer le nickel, le manganèse et le cobalt pour exploiter leurs atouts. Le nickel offre une densité énergétique élevée mais est instable, tandis que le manganèse est stable mais a une faible densité énergétique. La combinaison de ces éléments aboutit à une chimie de batterie stable et à haute densité énergétique (150-220Wh/kg).
Avantages
Les batteries NMC présentent plusieurs avantages : une densité énergétique élevée, une durée de vie plus longue, un coût inférieur à celui des batteries à base de cobalt et une stabilité thermique supérieure à celle des batteries LCO.
Inconvénients
Les batteries NMC ont une tension légèrement inférieure à celle des batteries à base de cobalt.
Applications
Les batteries NMC, comme les batteries LMO, sont populaires dans les outils électriques et les groupes motopropulseurs électroniques pour les vélos électriques, les scooters et certains véhicules électriques.
Oxyde d'aluminium lithium-nickel-cobalt (NCA)
Les batteries NCA ont une densité énergétique plus élevée (200-260Wh/kg) que les batteries NMC, ce qui leur permet de stocker plus d'énergie par unité de volume. Cependant, ils sont également plus sujets aux événements d’emballement thermique.
Avantages
Les batteries NCA ont une densité énergétique élevée et une durée de vie raisonnable.
Inconvénients
Les batteries NCA sont moins sûres et plus chères que les autres batteries au lithium.
Applications
Les batteries NCA sont populaires sur le marché des véhicules électriques en raison de leur capacité à fonctionner dans des applications à forte charge avec une longue durée de vie. Tesla utilise des batteries NCA.
Oxyde de titanate de lithium (LTO)
Les batteries LTO sont très sûres et durables, avec une charge plus rapide que les autres batteries au lithium. Ils utilisent du titanate de lithium dans l'anode et du LMO ou du NMC dans la cathode.
Avantages
Les batteries LTO offrent une charge rapide, une large plage de températures de fonctionnement, une durée de vie élevée jusqu'à 10 000 cycles et une excellente sécurité grâce à leur stabilité.
Inconvénients
Les batteries LTO ont une densité énergétique inférieure (50 à 80 Wh/kg) que les 5 autres types de batteries au lithium. Ils sont également très chers.
Applications
Les batteries LTO ont de nombreuses applications, notamment les véhicules électriques, les stations de recharge, les télécommunications et les équipements aérospatiaux/militaires.
Quel est le type de batterie au lithium le plus courant ?
Les batteries LCO alimentent les téléphones portables, les ordinateurs portables, les tablettes et les appareils photo numériques – ce qui en fait le type de batterie au lithium le plus courant.
Conclusion
Différentes batteries au lithium ont des avantages, des inconvénients et des applications uniques. Vos besoins, tels que le budget, la tolérance de sécurité et les besoins en énergie, déterminent le type de batterie au lithium qui vous convient le mieux. Si vous avez besoin de batteries au lithium personnalisées, contactez notre expert.
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