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Les avantages des batteries au lithium (Li-ion) face au plomb

Les batteries au lithium, en particulier les Lithium-ion, ont révolutionné le monde du stockage de l’énergie. On les retrouve partout : dans notre smartphone, nos pc portables, nos outils portatifs, nos voitures électriques… Et cela pour des raisons très simples.

Les batteries au lithium surclassent toutes les précédentes technologies de stockage : batteries au plomb, au nickel, au zinc, au sodium…

 

Voici les principaux avantages pratiques :

– Le poids

Les batteries lithium sont trois fois plus légères que les batteries au plomb pour une même énergie stockée, ce qui explique leur utilisation dans tous les systèmes mobiles.

– L’efficacité

Les batteries subissent des pertes lors de la charge et la décharge, qu’on appelle « pertes Coulombiques » (le Coulomb étant l’unité de charge électrique).  Mais tous les types de batterie n’ont pas les mêmes pertes: si les batteries plomb ont un rendement coulombique d’environ 95%, celles au lithium ont, elles, un rendement proche de 100% !

– Capacité utile

Les Lithium-ion peuvent être déchargées à plus de 80% de leur capacité sans subir de dommage ou perdre significativement en durée de vie. Même les meilleures batteries Plomb deep cycle (prévues pour aller loin dans la décharge) ne peuvent aller au delà de 50% de décharge sans subir d’importants dommages. Ainsi, 2 batteries avec les mêmes capacités 12V de 100Ah ne permettront pas la même extraction: environ 1000Wh de la batterie au lithium contre seulement 500Wh de celle au plomb.

– Durée de vie en cycles

Le nombre de cycle de charge/décharge que peut réaliser une Li-ion est très élevé. Les classiques comme les LiFePO4 (une des deux Li-ion les plus répandues) ont facilement le quadruple de cycles par rapport aux batteries plomb pour un usage identique. Certaines dernières technologies de Lithium-ion arrivent même à des nombres de cycles déments (plusieurs dizaines de milliers!), les LTO à base de titane nano-structuré par exemple offrent un nombre de cycle de 50 000 à 80% de DOD si l’intensité de décharge n’est pas trop grande (0,5C).

– Voltage

La tension des cellules au lithium est extrêmement stable même sous forte décharge.  La chute de tension liée au courant de décharge est environ 10 fois moins élevée que pour une batterie au plomb. Cela permet entre autre aux convertisseurs de fonctionner dans de meilleures conditions.

– Coût de l’énergie stockée

Contrairement aux idées reçues les batteries lithium ne sont pas plus chères que les plombs si l’on rapporte la quantité d’énergie stockée au prix. Certes, le coût initial est environ deux fois plus élevé, mais étant donné que l’énergie stockable au cours de sa vie est environ 4 fois plus élevée, le prix est finalement deux fois moindre!

– Impact environnemental

L’impact global du lithium est moins négatif que le plomb. Un kilo de lithium jeté dans la nature aura un effet un peu moins dévastateur qu’un kilo de plomb car le lithium, un alcalin tout comme le sodium, est beaucoup moins réactif aux organismes vivants que le plomb. Cependant l’extraction du lithium (cf photo d’un champs de sel de lithium en Bolivie) n’est pas rose, et comme dans toute industrie minière, les ouvriers sont exploités, les paysages défigurés et les terres polluées. Ne nous réjouissons donc pas trop des avantages techniques du lithium sans prendre en compte les problématiques d’extraction et de recyclage de celui-ci.

 

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