Batteries lithium-fer-phosphate (LFP) : définition, fonctionnent, autonomie

Elles utilisent des matériaux faciles à trouver et coûtent moins cher que les batteries conventionnelles.

Batterie LFP produite par BYD

Par: Francesco Barontini

Traduit par: Aurélien Attard

4 Jan 2024 à 09:35

Ajouter Motor1.com en tant que source préférée sur Google

Les batteries lithium-ion classiques, celles à chimie nickel-manganèse-cobalt, restent les plus populaires sur le marché. Mais d'autres connaissent une rapide ascension, s'imposant comme une alternative de plus en plus crédible. Plus particulièrement, les progrès des batteries lithium-fer-phosphate (LFP) sont impressionnants.

Les batteries LFP fonctionnent de la même manière que les batteries lithium-ion : elles possèdent elles aussi une anode et une cathode, un séparateur et un électrolyte, et elles utilisent le passage des ions lithium entre les deux électrodes lors des cycles de charge et de décharge.

Ce qui change, ce sont les matériaux utilisés pour les différents composants, qui sont moins chers et plus faciles à trouver. Bien sûr, il y a des avantages, mais aussi des inconvénients. Mais tout d'abord un peu d'histoire.

De la Chine au reste du monde

Les batteries LFP ont été développées dans les années 1990 comme alternative aux batteries lithium-ion qui ont valu à leurs inventeurs le prix Nobel de chimie. Elles ont suscité l'intérêt pour plusieurs raisons : elles étaient bon marché, non toxiques et utilisaient le fer, un matériau très courant. Cependant, elles présentaient également une faible conductivité électrique, ce qui les rendait inadaptées à de nombreuses applications.

Batterie LFP de la Tesla Model 3 (source : Munro Live)

Batterie LFP d'une Tesla Model 3

En travaillant sur l'architecture interne et en recouvrant les cathodes (les éléments composés de lithium, de fer et de phosphate) de différents matériaux conducteurs, ils ont pu surmonter cet obstacle et améliorer les performances.

Aujourd'hui, la Chine est le plus grand producteur de ce type de batterie et également le plus grand utilisateur. En fait, de nombreuses voitures électriques bon marché produites dans le pays utilisent déjà des batteries LFP. Mais cette technologie est également en train de s'imposer rapidement dans les pays occidentaux. Notamment parce que l'industrie progresse à grands pas et que l'écart avec les batteries lithium-ion se réduit.

À ne pas manquer :

Lidl ouvre sa première station de recharge en Occitanie

La Honda e quitte l'Europe : pourquoi elle reste un succès

Batterie LFP : les avantages

Outre les avantages économiques (100 $/kWh contre 160 $/kWh pour les batteries NMC) et la disponibilité des matières premières, les batteries LFP sont préférables pour d'autres raisons. Tout d'abord, elles durent plus longtemps. Elles peuvent souvent dépasser les 10 000 cycles de charge et de décharge sans trop compromettre les performances (les batteries lithium-ion vont jusqu'à environ 3 000 cycles et sont ensuite généralement utilisées à d'autres fins, autres que l'utilisation dans les voitures électriques).

La production de batteries dans l'usine Svolt

Production de batteries à l'usine Svolt

Elles sont également plus sûres car elles sont moins inflammables et résistent mieux à la chaleur, et elles peuvent libérer de l'énergie plus rapidement car elles ont moins de résistance interne. Enfin, elles peuvent également se décharger complètement sans subir de dommages importants.

Batterie LFP : les inconvénients

D'autre part, comme nous l'avons déjà mentionné, les batteries LFP ont une densité énergétique inférieure à celle des batteries NMC. Cela signifie qu'elles doivent être plus grandes et plus lourdes pour garantir une autonomie équivalente. Ou, à taille et masse égales, elles permettent de parcourir une distance plus courte entre les bornes de recharge.

La différence s'amenuise toutefois. Alors que dans le passé, la réduction pouvait atteindre 70%, elle n'est plus que de 20 à 25% aujourd'hui, et même moins avec les produits de dernière génération. Svolt a une batterie LFP qui atteint 200 Wh/kg, tandis que CATL en a une qui dépasse 160 Wh/kg.

Volvo EX30

La batterie de la version d'entrée de gamme du Volvo EX30 sera de type LFP

Deux autres problèmes se posent : les batteries LFP ont une tension plus faible (3,2 V contre 3,7 V) et elles se rechargent généralement plus lentement. Toutefois, en ce qui concerne ce dernier point, certains produits de dernière génération atteignent des vitesses de charge égales à celles des batteries lithium-ion "normales". Par exemple, Zeekr, une marque du groupe Geely, a présenté la Golden Brick, une batterie qui arrivera sur le marché en 2024 et dont la matière active représente plus de 80% du total. Selon l'entreprise, elle permettra de gagner 350 km d'autonomie en seulement 10 minutes d'arrêt à la station de charge.

Tout le monde en veut

Comme on l'a vu, la Chine a investi plus tôt et plus que d'autres dans ce type de batterie (qui était déjà sur le marché avant la pandémie). Elle l'a fait parce qu'elle ressentait plus que d'autres pays le besoin de baisser le prix de ses voitures électriques pour en favoriser la vente. BYD, par exemple, a présenté sa batterie Blade, qui adopte la chimie LFP, mais de nombreux fabricants proposent des produits similaires. NIO, JAC, GAC, et même les principaux fabricants de batteries, à commencer par CATL, ont de tels produits dans leur catalogue.

Alors que dans le passé, les batteries LFP étaient presque exclusivement "de Chine pour la Chine", les choses changent rapidement aujourd'hui. Tesla, par exemple, utilise ce type de batterie pour les versions d'entrée de gamme des Model 3 et Model Y. Même stratégie pour Volvo, Hyundai, Stellantis et Ford, pour n'en citer que quelques-uns.

Partager cet article

Tendances

À quoi ressemble l’intérieur de la nouvelle petite Nissan

Une Ferrari F50 avec 170 km au compteur sera mise aux enchères pour 20 millions de dollars

Renault Kangoo électrique : 354 km d'autonomie et une recharge plus rapide

Le concept R8 Gordini amené à être produit dans le futur ?

DERNIERS ARTICLES

Les électriques chinoises coûtent 10 000 euros de moins à produire : les droits de douane ne suffisent pas 20 Oct - Industrie
McLaren vend cinq voitures de F1 historiques pour les revoir en piste 20 Oct - A vendre
Dartz Prombron NIGHTSHARK VI : quand un blindé rencontre GTA VI 20 Oct - Insolite
La prochaine voiture de sport de Porsche aura des batteries à la place de l’ancien moteur à essence 20 Oct - Industrie
Un nouveau SUV aux lignes tout-terrain fait son apparition 20 Oct - Nouveauté
Renault Kangoo électrique : 354 km d'autonomie et une recharge plus rapide 20 Oct - Véhicules Utilitaires
Batterie de voiture électrique : l’IA révèle sa durée de vie restante 20 Oct - Batteries

RECOMMANDÉ POUR VOUS

Comment le Mercedes-AMG GT SUV peut-il se recharger en 12 minutes ?

Les électriques chinoises coûtent 10 000 euros de moins à produire : les droits de douane ne suffisent pas

Mercedes : grâce à l’intelligence artificielle, le développement des voitures prendra 17 mois de moins

McLaren vend cinq voitures de F1 historiques pour les revoir en piste

Mercedes et NVIDIA accélèrent sur la conduite autonome : les nouveautés attendues dès 2027

Dartz Prombron NIGHTSHARK VI : quand un blindé rencontre GTA VI

Le patron de BMW M l'affirme : l’hybride rend l’offre de boîtes manuelles « vraiment difficile »