Qu’est-ce que le phosphate de fer et de lithium ?

On croit souvent à tort que les batteries au lithium fer phosphate sont différentes des batteries lithium-ion.En réalité, il existe de nombreux types de batteries lithium-ion, et le lithium fer phosphate n’est que l’un d’entre eux.

Jetons un coup d'œil à ce qu'est exactement le phosphate de fer lithium, pourquoi c'est un excellent choix pour certains types de batteries et comment il se compare à d'autres options de batteries lithium-ion.

Qu’est-ce que le phosphate de fer lithium ?

Le phosphate de fer lithium est un composé chimique LiFePO4 ou « LFP » en abrégé.Le LFP offre de bonnes performances électrochimiques, une faible résistance et constitue l’un des matériaux cathodiques les plus sûrs et les plus stables disponibles pour les batteries lithium-ion.

Qu’est-ce qu’une batterie au lithium fer phosphate ?

Les batteries au lithium fer phosphate sont un type de batterie lithium-ion qui utilise du lithium fer phosphate comme matériau cathodique pour stocker les ions lithium.Les batteries LFP utilisent généralement du graphite comme matériau d'anode.La composition chimique des batteries LFP leur confère une intensité nominale élevée, une bonne stabilité thermique et un long cycle de vie.

La plupart des batteries au lithium fer phosphate comportent quatre cellules câblées en série.La tension nominale d'une cellule de batterie LFP est de 3,2 volts.La connexion de quatre cellules de batterie LFP en série donne une batterie de 12 volts qui constitue une excellente option de remplacement pour de nombreuses batteries au plomb de 12 volts.

Lithium Fer Phosphate Vs.Types alternatifs de lithium-ion

Le lithium fer phosphate n’est qu’un des nombreux types de batteries lithium-ion.Changer le composé chimique de la cathode crée différents types de batteries lithium-ion.Certaines des options les plus courantes sont l'oxyde de lithium-cobalt (LCO), l'oxyde de lithium-manganèse (LMO), l'oxyde de lithium-nickel-cobalt-aluminium (NCA), l'oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt (NMC) et le titanate de lithium (LTO).

Chacun de ces types de batteries présente des forces et des faiblesses variables qui les rendent adaptées à différentes applications.En examinant les principales propriétés de ces types de batteries, nous pouvons voir où se situent les batteries au lithium fer phosphate et pour quelles applications elles sont les meilleures.

Densité d'énergie

Les batteries LFP ont l'une des puissances nominales spécifiques les plus élevées parmi les autres types lithium-ion.En d’autres termes, une puissance spécifique élevée signifie que les batteries LFP peuvent fournir des quantités élevées de courant et de puissance sans surchauffe.

D’un autre côté, il est important de garder à l’esprit que les batteries LFP ont l’une des valeurs énergétiques spécifiques les plus basses.Une faible énergie spécifique signifie que les batteries LFP ont une capacité de stockage d'énergie par poids inférieure à celle des autres options lithium-ion.Ce n'est généralement pas un gros problème car il est possible d'augmenter la capacité du parc de batteries en connectant plusieurs batteries en parallèle.Cela n’est peut-être pas idéal pour une application où une densité énergétique extrême est requise dans un espace très lumineux, comme les véhicules électriques à batterie.

Cycles de vie de la batterie

Les batteries au lithium fer phosphate ont une durée de vie qui commence à environ 2 000 cycles de décharge complète et augmente en fonction de la profondeur de décharge.Les cellules et le système de gestion de batterie interne (BMS) utilisé chez Dragonfly Energy ont été testés sur plus de 5 000 cycles de décharge complète tout en conservant 80 % de la capacité de la batterie d'origine.

Le LFP est juste derrière le titanate de lithium en termes de durée de vie.Cependant, les batteries LTO constituent traditionnellement l’option de batterie lithium-ion la plus chère, ce qui les rend prohibitives pour la plupart des applications.

Taux de décharge

Le taux de décharge est mesuré en multiple de la capacité de la batterie, ce qui signifie qu'un taux de décharge de 1C pour une batterie de 100 Ah équivaut à 100 A en continu.Les batteries LFP disponibles dans le commerce ont traditionnellement un indice de décharge continue de 1C, mais peuvent le dépasser pendant de courtes périodes en fonction du système de gestion de la batterie.

Les cellules LFP elles-mêmes peuvent généralement fournir une décharge à 25 °C pendant de courtes périodes en toute sécurité.La possibilité de dépasser 1C vous permet d'utiliser des batteries LFP dans des applications haute puissance qui peuvent présenter des pics de démarrage dans la consommation de courant.

Températures de fonctionnement

Les batteries LFP n'entrent dans des conditions d'emballement thermique qu'à environ 270 degrés Celsius.Par rapport aux autres options de batteries lithium-ion courantes, les batteries LFP ont la deuxième limite de température de fonctionnement la plus élevée.

Le dépassement de la limite de température sur une batterie lithium-ion provoque des dommages et peut entraîneremballement thermique, ce qui pourrait provoquer un incendie.La limite de fonctionnement élevée du LFP réduit considérablement le risque d’emballement thermique.Combiné à un BMS de haute qualité pour arrêter les cellules bien avant ces conditions (à environ 57 degrés Celsius), le LFP offre des avantages significatifs en matière de sécurité.

Avantages en matière de sécurité

Les batteries LFP constituent l’une des chimies stables de toutes les options lithium-ion.Cette stabilité en fait l’une des options les plus sûres pour les applications grand public et industrielles.

La seule autre option comparablement sûre est le titanate de lithium, qui, là encore, est généralement d'un coût prohibitif et ne fonctionne pas à la tension correcte dans la plupart des situations pour un remplacement 12 V.

Lithium Fer Phosphate Vs.Batteries au plomb

Les batteries au lithium fer phosphate offrent de nombreusesavantages par rapport aux batteries au plomb traditionnelles.Le plus remarquable est que les batteries LFP ont une densité énergétique environ quatre fois supérieure à celle des batteries au plomb.Vous pouvez cycler en profondeur les batteries LFP à plusieurs reprises sans les endommager.Elles se rechargent également 5 fois plus vite que les batteries au plomb.

Cette densité énergétique élevée conduit à une durée de fonctionnement plus longue tout en réduisant simultanément le poids du système de batterie.

La réaction chimique à l’intérieur des batteries au plomb provoque des dégagements gazeux, ce qui nécessite que les batteries soient purgées et périodiquement remplies d’eau par l’utilisateur.Si les batteries ne sont pas stockées verticalement, la solution acide peut fuir, endommageant la batterie et provoquant des dégâts.Alternativement, les batteries LFP ne dégagent pas de gaz et n'ont pas besoin d'être purgées ou rechargées.Mieux encore, vous pouvez les monter dans n'importe quelle orientation.

Les batteries LFP sont initialement plus chères que les batteries au plomb.Cependant, la longue durée de vie des batteries LFP compense leur coût initial élevé.Dans la plupart des cas, les batteries LFP durent 5 à 10 fois plus longtemps que les batteries au plomb, ce qui entraîne des économies globales significatives.

Meilleures batteries au lithium fer phosphate pour remplacer les applications de batteries au plomb

De nombreuses batteries lithium-ion différentes sont disponibles, et certaines dépassent même le lithium fer phosphate dans certaines catégories de performances.Cependant, lorsqu’il s’agit de remplacer les batteries au plomb de 12 volts, le LFP est la meilleure option disponible.

La raison principale en est que la tension nominale des cellules pour le phosphate de fer et de lithium est de 3,2 volts.La tension nominale d'une batterie au plomb de 12 volts est d'environ 12,7 volts.Ainsi, le câblage de quatre cellules en série à l’intérieur d’une batterie donne 12,8 volts (4 x 3,2 = 12,8) – une correspondance presque parfaite !Cela n’est possible avec aucun autre type de batterie lithium-ion.

Au-delà d'une adaptation de tension presque parfaite, le LFP offre d'autres avantages en remplacement du plomb.Comme indiqué ci-dessus, les batteries LFP sont durables, stables, sûres, durables, légères et ont une densité énergétique élevée.Cela en fait un excellent choix pour de nombreuses applications !Des choses commemoteurs de pêche à la traîne,VR,voiturettes de golf, et d'autres applications qui reposaient traditionnellement sur des batteries au plomb.

Dragonfly Energy et Battle Born Batteries fabriquent certaines des meilleures batteries au lithium fer phosphate disponibles.Ils sont fièrement conçus et assemblés aux États-Unis avec des matériaux de la plus haute qualité disponible.De plus, chaque batterie est rigoureusement testée et répertoriée UL.

Chaque batterie comprend également unsystème de gestion de batteriepour garantir que la batterie fonctionne en toute sécurité dans toutes les conditions.Dragonfly Energy et Battle Born Batteries disposent de milliers de batteries installées et fonctionnant en toute sécurité dans de nombreuses applications différentes à travers le monde.

Maintenant tu sais

En conclusion, le lithium fer phosphate n’est qu’un des nombreux types de batteries lithium-ion disponibles.Cependant, l'ensemble unique de caractéristiques qui composent les batteries LFP en font une alternative fantastique aux batteries au plomb de 12 volts du passé.