Les batteries lithium-ion (Li-Ion) et lithium-fer-phosphate (LiFePO₄ ou LFP) comptent aujourd'hui parmi les technologies de batterie les plus répandues dans le monde. Peu d'applications nécessitant de l'énergie stockée se passent de l'une de ces deux technologies. Les propriétés suivantes aident à choisir la technologie de batterie optimale en fonction du domaine d'application.

1. Densité énergétique

La densité énergétique indique la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker par unité de poids (Wh/kg). Les batteries Li-Ion ont une densité énergétique élevée, généralement de 150 à 250 Wh/kg. Elles sont ainsi plus légères et plus compactes, et conviennent particulièrement aux appareils pour lesquels le poids et la taille sont cruciaux, tels que les vélos électriques, les ordinateurs portables, les outils sans fil ou les drones.

Les batteries LiFePO₄ ont une densité énergétique plus faible, d'environ 90 à 140 Wh/kg. Cela signifie que les solutions de batterie avec la même quantité d'énergie sont presque deux fois plus lourdes que celles au Li-Ion.

2. Tension nominale

Les cellules de batterie Li-Ion ont généralement une tension nominale de 3,6 à 3,7 V, tandis que les cellules LiFePO₄ sont légèrement inférieures, à 3,2 à 3,3 V.

Pour les systèmes de batterie plus grands, les cellules individuelles sont connectées à la fois en série (S) et en parallèle (P). Une connexion en série augmente la tension nominale, tandis qu'une connexion en parallèle augmente la capacité totale. La structure d'une batterie peut être représentée par la notation « X S Y P », où X indique le nombre de cellules connectées en série et Y le nombre de cellules connectées en parallèle.

La tension de fonctionnement admissible d'un appareil détermine souvent la technologie de batterie utilisée. Les appareils fonctionnant généralement sous 6 V sont généralement alimentés par des batteries LiFePO₄ 2S, car la tension nominale d'une batterie Li-Ion 2S est déjà de 7,2 à 7,4 V, ce qui serait trop élevé.

3. Sécurité

Les batteries LiFePO₄ sont considérées comme particulièrement sûres, car leur chimie est très stable thermiquement. Le risque d'« emballement thermique » – un état où la température des cellules augmente de manière incontrôlée et peut provoquer un incendie, de la fumée ou une explosion par des réactions chimiques – est presque exclu avec les LFP.

En revanche, les cellules de batterie Li-Ion sont moins stables thermiquement et présentent un risque plus élevé de surchauffe ou d'incendie, surtout si elles sont endommagées ou mal chargées.

C'est pourquoi il est crucial d'utiliser des cellules de batterie de fabricants renommés. Les fabricants sérieux font également certifier leurs éléments de stockage par des organismes de test indépendants. Les normes connues incluent UL et IEC 62133. L'IEC 62133 est une norme de sécurité internationale, tandis qu'UL est une homologation nord-américaine. De nombreux fabricants font tester leurs batteries selon les deux normes pour assurer leur commercialisation mondiale.

Pour les batteries Li-Ion, nous utilisons exclusivement des cellules de haute qualité de LG Energy, Samsung SDI, Molicel ou Murata (anciennement Sony).
Pour les batteries LiFePO₄, nous utilisons des cellules de Haidi Energy, l'un des plus grands fabricants mondiaux de cellules de batterie LiFePO₄.

4. Durée de vie ou résistance aux cycles

Les batteries LiFePO₄ offrent une durée de vie nettement plus longue. Alors que les batteries Li-Ion atteignent généralement 300 à 1 000 cycles de charge, les batteries LFP peuvent facilement effectuer 2 000 à 7 000 cycles et vieillissent beaucoup plus lentement.

C'est pourquoi les batteries LiFePO₄ sont souvent utilisées dans les solutions de batterie grandes et coûteuses, telles que les systèmes de stockage, les centrales électriques de balcon ou les voitures électriques.
Il convient de noter que nous nous abstenons délibérément d'aborder le thème de l'« optimisation de la durée de vie par les systèmes de gestion de batterie (BMS) » et les modifications possibles.

5. Comportement en fonction de la température

En ce qui concerne la fonction de base, les batteries LiFePO₄ et Li-Ion ne diffèrent que légèrement.

• Chaleur : Les batteries LiFePO₄ tolèrent mieux les températures élevées et sont très stables thermiquement, tandis que les batteries Li-Ion sont plus sensibles.
• Froid : Les batteries LiFePO₄ sont limitées lors de la charge à très basses températures, tandis que pour les batteries Li-Ion, seuls quelques fabricants proposent des cellules particulièrement robustes qui peuvent être chargées et déchargées même en dessous de -20 °C.