Les batteries de véhicules électriques et les batteries lithium-ion destinées au stockage d’énergie ont des exigences distinctes, bien qu’elles soient toutes deux lithium-ion. Comprendre leurs différences peut vous aider à déterminer la batterie la mieux adaptée à vos besoins, car il n’existe pas d’approche unique.
De quoi est composée une batterie lithium-ion pour le stockage d’énergie ?
Les applications de stockage d'énergie nécessitent des batteries hautement fiables, durables et sûres.
Notre solution utilise une cathode au lithium fer phosphate (LFP), idéale pour ces exigences. La moindre interaction entre la cathode LFP et l'électrolyte contribue de manière significative à sa durée de vie supérieure et à sa stabilité thermique. Cela minimise le risque de emballement thermique, une condition potentiellement dangereuse dans certaines batteries lithium-ion.
Bien que le LFP offre une fiabilité et une sécurité exceptionnelles, sa densité énergétique est inférieure à celle d'autres produits chimiques lithium-ion comme l'oxyde de lithium-cobalt (LCO) ou l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC). Par conséquent, les batteries LFP sont généralement plus lourdes pour une quantité d’énergie donnée, ce qui est moins idéal pour les véhicules électriques.
De quoi est composée une batterie lithium-ion pour véhicules électriques ?
Les véhicules électriques ont besoin de batteries à haute densité énergétique pour alimenter à la fois la voiture et ses systèmes embarqués.
La plupart des voitures électriques utilisent des batteries lithium-ion avec des cathodes en nickel et en cobalt, appelées Piles NMC. Celles-ci fournissent une source d’énergie plus dense pour la propulsion des véhicules par rapport aux batteries LFP.
L'électrolyte liquide organique des batteries NMC réagit avec l'oxygène, en particulier à haute température. Cette réactivité peut entraîner des explosions et d'autres problèmes potentiels liés à l'emballement thermique.
Quelles sont les différences entre les batteries lithium-ion pour le stockage d’énergie et les batteries lithium-ion pour véhicules électriques ?
Les batteries LFP et NMC sont toutes deux d'excellentes solutions d'alimentation, mais présentent des différences clés qui les rendent adaptées à des tâches spécifiques.
Matériau cathodique
Les batteries lithium-ion utilisent une cathode pour générer de l'énergie.
Les batteries de stockage d’énergie utilisent le LFP, tandis que les batteries des véhicules électriques utilisent le NMC.
Les batteries NMC ont des densités d'énergie plus élevées, améliorant ainsi l'accélération. Les batteries LFP offrent un stockage d'énergie supérieur à celui des NMC.
Liaison oxygène
Les batteries NMC et LFP nécessitent toutes deux un électrolyte pour réagir avec l'oxygène. Cependant, les batteries NMC ont une liaison oxygène plus lâche, ce qui les rend plus sujettes à l'emballement thermique et aux explosions potentielles.
En revanche, les batteries LFP sont moins susceptibles de subir un emballement thermique, ce qui en fait une option globalement plus sûre.
Chargement & Décharge
Les batteries NMC ont des densités de puissance plus élevées que les batteries LFP, permettant une charge et une décharge plus rapides.
Processus de vieillissement de la batterie
Les batteries NMC fonctionnent à 3,7 V, soit plus que les 3,2 V des batteries LFP. Cette tension plus élevée entraîne une dégradation plus rapide à mesure que la batterie vieillit.
Piles LFP’ une tension inférieure de 3,2 V offre une plus grande stabilité de la cathode, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie.
La molécule LFP plus grosse permet également une expansion et une contraction plus faciles pendant le cyclage, permettant aux batteries LFP de résister à des milliers de cycles tout au long de leur durée de vie.
Coût
Les batteries LFP sont généralement plus rentables par cycle, ce qui les rend attrayantes en termes de rentabilité à long terme.
Les batteries NMC sont plus chères en raison de leur cathode, mais peuvent être rentables là où l'espace et le poids sont des contraintes, grâce à leurs performances et leur taille compacte.
À quelle tension fonctionne une batterie lithium-ion pour le stockage d’énergie ?
Les batteries lithium-ion conçues pour le stockage d'énergie fonctionnent à 3,2 volts par cellule. Cette tension correspond aux batteries au plomb, ce qui rend les batteries LFP adaptées aux systèmes de stockage de 12, 24 ou 48 volts.
À quelle tension fonctionne une batterie lithium-ion pour véhicules électriques ?
Les batteries des voitures électriques fonctionnent à 3,7 volts par cellule, avec des tensions de pack autour de 400 volts. La tension plus élevée augmente les interactions entre l’électrolyte et la cathode, fournissant ainsi plus de puissance mais réduisant la durée de vie de la batterie. Ce compromis n’est peut-être pas idéal pour le stockage stationnaire, mais il répond aux besoins d’alimentation des véhicules électriques.
Conclusion
Bien que les batteries lithium-ion soient utilisées à la fois pour le stockage d’énergie et pour les véhicules électriques, leurs exigences spécifiques ont conduit à des compositions chimiques distinctes pour les batteries.
Les systèmes de stockage d’énergie privilégient la fiabilité, la longévité et la sécurité, ce qui rend les batteries au lithium fer phosphate (LFP) idéales. Leur stabilité thermique et leur durée de vie conviennent aux applications stationnaires.
Les véhicules électriques exigent cependant une densité énergétique élevée pour maximiser l’autonomie et les performances, ce qui conduit les constructeurs à privilégier les batteries lithium-ion dotées de cathodes à base de nickel et de cobalt (NMC). Bien que légèrement moins stables que les batteries LFP, les batteries NMC peuvent contenir plus d'énergie dans un boîtier plus petit et plus léger. – critique pour les applications mobiles.
