La batterie est considérée comme le cœur d'un véhicule électrique ; sa marque, ses matériaux, sa capacité, ses performances en matière de sécurité, etc., sont devenus des critères essentiels pour évaluer un véhicule électrique. Actuellement, le coût de la batterie représente généralement 30 à 40 % du prix total du véhicule ; on peut donc la qualifier d'accessoire indispensable.
Actuellement, les batteries les plus couramment utilisées dans les véhicules électriques se divisent en deux grandes catégories : les batteries lithium-ion ternaires et les batteries lithium-fer-phosphate. Je vais maintenant analyser brièvement leurs différences, leurs avantages et leurs inconvénients.
1. Différents matériaux :
La raison pour laquelle on l'appelle « lithium ternaire » et « phosphate de fer lithié » fait principalement référence aux éléments chimiques du « matériau d'électrode positive » de la batterie électrique ;
"Lithium ternaire" :
Le matériau de cathode utilisé pour les batteries au lithium est un composé ternaire de manganate de lithium-nickel-cobalt (Li(NiCoMn)O₂). Ce matériau combine les avantages de l'oxyde de lithium-cobalt, de l'oxyde de lithium-nickel et du manganate de lithium, formant un système eutectique triphasé. Grâce à l'effet synergique de ce composé ternaire, ses performances globales sont supérieures à celles de tout composé unique.
"Phosphate de lithium et de fer :
Il s'agit de batteries lithium-ion utilisant du phosphate de fer lithié comme matériau de cathode. Ce matériau se caractérise par l'absence de métaux précieux tels que le cobalt, un faible coût des matières premières et l'abondance des ressources terrestres en phosphore et en fer, ce qui garantit un approvisionnement sans problème.
résumé
Les matériaux ternaires au lithium sont rares et leur nombre augmente avec le développement rapide des véhicules électriques. Leurs prix sont élevés et leur production est fortement limitée par la disponibilité des matières premières en amont. C'est une caractéristique actuelle du lithium ternaire.
Le phosphate de fer lithié, grâce à sa faible proportion de métaux rares et précieux et à son utilisation prédominante de fer, un élément bon marché et abondant, est moins coûteux que les batteries lithium-ion ternaires et moins sensible aux variations de prix des matières premières. C'est là sa principale caractéristique.
2. Différentes densités d'énergie :
« Batterie lithium ternaire » : Du fait de l'utilisation d'une plus grande quantité d'éléments métalliques actifs, la densité énergétique des batteries lithium ternaires courantes est généralement de (140 Wh/kg à 160 Wh/kg), inférieure à celle des batteries ternaires à forte teneur en nickel (160 Wh/kg).～180 Wh/kg) ; certaines densités énergétiques pondérales peuvent atteindre 180 à 240 Wh/kg.
« Lithium fer phosphate » : La densité énergétique est généralement de 90 à 110 W/kg ; certaines batteries lithium fer phosphate innovantes, telles que les batteries à lames, ont une densité énergétique allant jusqu'à 120 à 140 W/kg.
résumé
Le principal avantage de la « batterie lithium ternaire » par rapport à la « batterie lithium-fer-phosphate » réside dans sa densité énergétique élevée et sa vitesse de charge rapide.
3. Adaptabilité à différentes températures :
Résistance aux basses températures :
Batterie lithium ternaire : La batterie lithium ternaire présente d'excellentes performances à basse température et peut conserver environ 70 à 80 % de sa capacité normale à -20 °C.°C.
Phosphate de fer lithié : Ne résiste pas aux basses températures : Lorsque la température est inférieure à -10 °C°C,
Les batteries au lithium-fer-phosphate se dégradent très rapidement. Elles ne conservent qu'environ 50 à 60 % de leur capacité normale à -20 °C.°C.
résumé
Il existe une grande différence en termes d'adaptabilité à la température entre les batteries au lithium ternaires et les batteries au lithium-fer-phosphate ; ces dernières sont plus résistantes aux hautes températures, tandis que les batteries au lithium ternaires, résistantes aux basses températures, offrent une meilleure autonomie dans les régions nordiques ou en hiver.
4. Durées de vie différentes :
Si le rapport capacité restante/capacité initiale = 80 % est utilisé comme point final du test, testez :
Les batteries lithium-fer-phosphate ont une durée de vie supérieure à celle des batteries au plomb et des batteries lithium-ion ternaires. La durée de vie maximale de nos batteries au plomb pour véhicules est d'environ 300 cycles ; la batterie lithium-ion ternaire peut théoriquement durer jusqu'à 2 000 cycles, mais en pratique, sa capacité chute à 60 % après environ 1 000 cycles ; quant aux batteries lithium-fer-phosphate, leur durée de vie réelle est de 2 000 cycles, avec 95 % de capacité restante, et leur durée de vie théorique dépasse les 3 000 cycles.
résumé
Les batteries haute puissance représentent le summum de la technologie en matière de batteries. Les deux types de batteries au lithium sont relativement durables. Théoriquement, la durée de vie d'une batterie ternaire au lithium est de 2 000 cycles de charge et de décharge. Même avec une seule charge par jour, elle peut durer plus de 5 ans.
5. Les prix sont différents :
Comme les batteries au lithium-fer-phosphate ne contiennent pas de métaux précieux, le coût des matières premières peut être considérablement réduit. Les batteries ternaires au lithium utilisent du manganate de lithium-nickel-cobalt comme matériau d'électrode positive et du graphite comme matériau d'électrode négative ; leur coût est donc beaucoup plus élevé que celui des batteries au lithium-fer-phosphate.
La batterie lithium-ion ternaire utilise principalement comme électrode positive un matériau cathodique ternaire composé de manganate de lithium-nickel-cobalt ou d'aluminate de lithium-nickel-cobalt, à base de sels de nickel, de cobalt et de manganèse. Le cobalt, élément présent dans ces deux matériaux cathodiques, est un métal précieux. Selon les données disponibles sur les sites web spécialisés, le prix de référence du cobalt métallique en Chine est de 413 000 yuans/tonne, et ce prix ne cesse d'augmenter avec la raréfaction des matières premières. Actuellement, le coût des batteries lithium-ion ternaires se situe entre 0,85 et 1 yuan/Wh et est en constante augmentation, suivant la demande du marché. Le coût des batteries lithium-fer-phosphate, qui ne contiennent pas de métaux précieux, est quant à lui d'environ 0,58 à 0,6 yuan/Wh.
résumé
Comme le « phosphate de fer lithié » ne contient pas de métaux précieux tels que le cobalt, son prix n'est que de 0,5 à 0,7 fois celui des batteries lithium ternaires ; son prix avantageux constitue un atout majeur.
Résumer
Si les véhicules électriques ont connu un essor considérable ces dernières années et représentent l'avenir du développement automobile, offrant aux consommateurs une expérience toujours plus performante, c'est en grande partie grâce au développement continu de la technologie des batteries de puissance.
Date de publication : 28 octobre 2023
