Batteries Lithium-ion : Avantages et inconvénients

Attendees Take Pictures Of The New Tesla Energy Powerwall Home Battery During An Event At Tesla Motors In Hawthorne, California April 30, 2015. Tesla Motors Inc Unveiled Tesla Energy - A Suite Of Batteries For Homes, Businesses And Utilities - A Highly-anticipated Plan To Expand Its Business Beyond Electric Vehicles. REUTERS/Patrick T. Fallon - RTX1B28Q

Le marché du stockage de l’énergie connaît un « boum » sans précédent. Apparue dans les années 90, la technologie lithium-ion s’est jusqu’ici imposée, mais de nouvelles technologies apparaissent. Des entreprises innovantes promettent de remplacer la batterie lithium-ion grâce à de nouvelles batteries à hautes performances. Mise au point des avantages et des inconvénients de la technologie lithium-ion et des questions qui l’entoure.

Qu’est-ce que le lithium-ion?

Le lithium est le métal le plus léger qui existe. Il présente une densité d’énergie très importante. Grâce à ce potentiel électrochimique, les batteries lithium-ion sont utilisées dans l’industrie électronique et automobile.

Avantages des batteries lithium-ion

1 – Des capacités de stockage en constante amélioration

La densité d’énergie du lithium-ion est généralement le double de celles des batteries standards. De plus, des innovations sont en cours qui devraient permettre d’améliorer ses performances actuelles.

2 – Pas d’entretien

Contrairement aux batteries plomb, le lithium-ion est une batterie nécessitant peu d’entretien. Pas besoin de cycles complets de charge et de décharge, les batteries lithium-ion ne subissent pas « l’effet mémoire ».

3 – Une durée de vie importante

Avec le lithium-ion, le taux d’autodécharge est très faible par rapport aux batteries plomb. Cependant, ce sont les batteries lithium fer phosphate (LiFePo4) qui présente les meilleures performances. Avec leur capacité d’au minimum 1500 cycles, et une capacité résiduelle après 1500 cycles supérieure à 80%, elles sont susceptibles de remplacer à termes les batteries lithium-ion pour un grand nombre d’applications.

4 – Légères et petites

Leur petite taille et leur poids rendent l’utilisation des batteries lithium-ion adaptée aux appareils électroniques grand public. C’est également l’une des raisons pour laquelle l’industrie automobile utilise ces batteries pour alimenter les véhicules électriques.

5 – Des batteries qui peuvent se brancher au réseau

Grâce à leurs rendements proches des 100 %, les batteries lithium-ion sont particulièrement adaptées pour leur application dans le photovoltaïque ou l’éolien. De plus, même à forts courants de décharge, les batteries lithium-ion délivrent toute leur capacité.

Inconvénients des batteries lithium-ion

1 – Une technologie chère à fabriquer

Avec la généralisation de cette technologie, les prix ont baissé. Pourtant les coûts de production de cette technologie sont 40 % plus chers que ceux des batteries nickel cadmium et 2,7 fois plus cher que les batteries plomb même si ce prix est en constante diminution.

2 – Restriction dans l’approvisionnement et le transport

Le lithium est un métal rare et son acheminement est soumis à des restrictions réglementaires. Avec la croissance de la demande, rien ne dit que les capacités en Lithium seront suffisantes pour répondre à la demande même si les avis divergent sur l’état des ressources actuelles.

3 – Elles nécessitent une protection

Les batteries lithium-ion sont fragiles et peuvent connaître des problèmes de sécurité. Elles nécessitent, par conséquent, des circuits de protection pour gérer la tension et le courant. Leur transport et leur conservation s’avèrent complexes (elles ne supportent pas le froid ni la chaleur). Certaines compagnies aériennes ont ainsi interdit le transport de ces batteries dans leur soute.

4 – De meilleures batteries basées sur des chimies différentes ?

La recherche dans le stockage électrochimique de l’énergie est en effervescence. Même si la batterie lithium-ion s’est imposée, d’autres technologies font leur apparition et sont en développement : vanadium, sodium-ion… Ces technologies ne sont pas encore matures mais annoncent probablement des bouleversements dans les années à venir.

 

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