Accumulateur lithium-fer-phosphate

accu

Un accumulateur lithium-fer-phosphate dit accumulateur LFP (ou batterie LFP) couramment appelé simplement accumulateur LiFe est un accumulateur lithium dont la cathode est faite en phosphate de fer lithié : LiFePO4.

Une batterie de voiture intégrée

Les batteries LFP se sont rapidement répandues en robotique du fait des avantages notables qu'elles apportent.

Elles sont largement utilisées en Chine pour les véhicules électriques du fait de leur coût moins élevé, malgré leur moindre densité énergétique. L'Agence internationale de l'énergie prévoit qu'elles seront largement utilisées pour les véhicules urbains d'entrée de gamme en Europe et aux États-Unis.

CaractéristiquesModifier

Elles ont une densité d'énergie inférieure d'environ 14 % par rapport aux batteries Li-ion classiques de technologie LiCoO2[1]. Elles supportent beaucoup plus de cycles de recharge ce qui leur donne une grande longévité. Il n'est pas non plus nécessaire de privilégier les charges partielles. Elles supportent des intensités élevées ce qui leur permet à la fois de fournir beaucoup de puissance et d'être rechargées rapidement. Elles présentent une tension de 3,3 volts par élément, tension qui varie peu en cours de décharge, ce qui rend l'estimation de la capacité restante un peu difficile. Elles présentent beaucoup moins de risques d'incendie et peuvent être utilisées jusqu'à une température de 70 °C. La stabilité de la tension qu'elles fournissent est très élevée pendant presque toute la décharge. Elles sont moins polluantes et peuvent aussi être stockées sur une longue période[2],[3],[4],[5],[6].

Apparues vers , elles sont susceptibles à terme de remplacer les batteries LiCoO2 pour un grand nombre de leurs applications.

Les batteries LFP ont une densité d'énergie inférieure à celle des batteries lithium-ion, mais leur coût est moins élevé et surtout elles n'utilisent ni cobalt, ni nickel, matériaux sensibles aux risques de pénuries et de volatilité des prix. Elles sont largement utilisées pour les véhicules électriques en Chine, aussi bien pour les véhicules légers que pour les lourds. Selon l'Agence internationale de l'énergie, elles seront la chimie préférée lorsque la priorité sera le prix plutôt que l'autonomie, donc pour les véhicules d'entrée de gamme, principalement urbains et produits en gros volumes. Elles connaitront une forte croissance en Europe et aux États-Unis d'ici 2030 du fait des prix élevés du cobalt et du nickel. Des annonces ont été faites par Tesla et Volkswagen sur l'utilisation de batteries LFP pour des voitures de gamme standard[7]. En septembre 2020, Tesla a présenté ses plans pour fabriquer ses propres piles de batterie sans cobalt[8], et utilise dans ses modèles les plus vendus (entrée de gamme des model 3 et Y) des batteries LFP sans cobalt provenant d'autres fournisseurs comme CATL et BYD[9]. Tesla annonce que tous les modèles d'entrée de gamme des Model 3 et Y utiliseraient la technologie LFP à compter de 2021, cette technologie équiperait donc plus de 50 % des véhicules de la marque dès 2022[10]. Le marché global des batteries électriques s'est inversé en 2021. Les batteries LFP ont officiellement dépassé les batteries ternaires avec 52 % de la capacité installée, avec taux de croissance beaucoup plus rapide que celui des batteries ternaires (permis lesquelles on trouvait les batteries contenant du cobalt)[11].

Notes et référencesModifier

  1. Yu-Guo Guo, Jin-Song Hu et Li-Jun Wan, « Nanostructured Materials for Electrochemical Energy Conversion and Storage Devices », Advanced Materials, vol. 20, no 15,‎ , p. 2878–2887 (DOI 10.1002/adma.200800627  )
  2. PoBot : Les batteries LiFePO4 ou A123
  3. Wattabox : Le Lifepo4
  4. Green Vision : Batteries Lithium LiFePO4
  5. aerololo : Electrique - Batteries A123 : LiFePO4
  6. MLRobotic : Retour d’expérience sur les batteries LiFePo4
  7. (en) Global EV Outlook 2022 (page 180-181), Agence internationale de l'énergie, mai 2022.
  8. Justine Calma, « Tesla to make EV battery cathodes without cobalt », theverge.com,‎ (lire en ligne, consulté le )
  9. « Les premières Tesla Model 3 « made in China » débarquent en France », sur Automobile Propre (consulté le )
  10. (en) Jonathan M. Gitlin, « Tesla made $1.6 billion in Q3, is switching to LFP batteries globally », sur Ars Technica,
  11. (en) « EV Lithium Iron Phosphate Battery Battles Back », energytrend.com,‎ (lire en ligne, consulté le )