5 faits sur la chimie LFP pour les batteries de véhicules électriques

La chimie des batteries au lithium fer phosphate (LFP) brise les barrières sur le marché des véhicules électriques (VE). Elle est sur le point de redéfinir la fabrication de batteries et les ventes de véhicules électriques en Amérique du Nord et en Europe. Il est puissant, léger et se charge rapidement... mais le LFP n'a en réalité rien de nouveau.

1. Le LFP est un type spécifique de chimie lithium-ion.

La résurgence de la chimie LFP pour les véhicules électriques et son rôle dans l’avenir de la mobilité électrique amènent beaucoup à se poser la question : quelle chimie de batterie est la meilleure pour les véhicules électriques, le lithium fer phosphate ou le lithium-ion ?

Étant donné que les batteries lithium-ion (Li-Ion) sont des batteries rechargeables que la plupart des gens connaissent probablement, cela semble être un choix logique. Ils sont utilisés dans de nombreux objets du quotidien, comme les téléphones portables, les ordinateurs portables et les véhicules électriques qui circulent aujourd'hui sur la route. Mais lorsqu’on discute des avantages et des inconvénients de chaque batterie EV, il ne s’agit pas d’une compétition entre les batteries LFP et Li-Ion.

La famille de batteries Li-Ion contient différentes chimies de batterie nommées d'après leur cathode ; LFP fait partie de cette famille. Et bien qu'un LFP soit une batterie Li-Ion, tous les Li-Ion ne sont pas des LFP. Les autres batteries lithium-ion comprennent la batterie nickel manganèse cobalt oxyde (NMC) et la batterie lithium nickel cobalt aluminium oxydes (NCA). Les deux sont déjà largement utilisés dans les véhicules électriques.

2. Le « F » de LFP signifie fer.

Fait amusant! Les batteries portent généralement le nom des produits chimiques utilisés dans la cathode, et une batterie LFP utilise un matériau de cathode fabriqué à partir du composé inorganique lithium-fer phosphate, de formule LiFePO4. Le « F » vient de « Fe », le symbole chimique du tableau périodique des éléments du fer. Fe est dérivé du mot latin pour fer, ferrum. Vous pouvez également voir un LFP appelé batterie au lithium ferrophosphate.

3. Les LFP peuvent être facturés à 100 %.

Garder une batterie de véhicule électrique en bonne santé est nécessaire si votre VE veut vivre une vie longue et heureuse. Si votre véhicule électrique est équipé d'une batterie NMC ou NCA, l'un des moyens les plus simples de le faire est de NE PAS charger la batterie à 100 % chaque jour. Cela empêche le vieillissement calendaire accéléré, le vieillissement naturel d'une batterie qui se produira, qu'elle soit utilisée ou non. Charger un NMC ou un NCA à 100 % place les batteries dans un état de charge extrême. Étant donné que les batteries transforment l'énergie chimique en électricité, une batterie est intrinsèquement instable lorsqu'elle est complètement chargée. Dans l'ensemble, il est considéré comme la meilleure pratique d'éviter une charge très élevée et faible, 80 % étant la capacité standard de la batterie pour une durée de vie optimale.

Cependant, les batteries LFP font exception à cette norme de charge. Les LFP ont 100 % de leur capacité disponible, ce qui signifie qu'ils peuvent être complètement chargés sans provoquer de dégradation accélérée de la batterie. C'est grâce à la cathode de la batterie.

La liaison phosphore-oxygène dans la cathode LFP est plus forte que la liaison métal-oxygène dans d'autres matériaux de cathode. Cette liaison empêche la libération d'oxygène et nécessite plus d'énergie et une température de départ plus élevée pour l'emballement thermique. Cela rend la batterie plus stable pour être stockée à pleine charge.

4. Les LFP sont une option moins coûteuse.

Les véhicules électriques sont populaires et la demande pour que davantage d'entreprises passent des moteurs à combustion interne aux batteries continue d'augmenter. Cependant, même si la demande augmente, la construction d'un véhicule électrique coûte toujours plus cher que les moteurs diesel traditionnels en raison de la fabrication des batteries.

La fabrication de batteries NMC et NCA nécessite du nickel et du cobalt, deux matériaux qui coûtent très cher à extraire. Le coût d’achat des deux matériaux est déjà élevé. Néanmoins, la pénurie croissante de nickel et la production de cobalt poussée à ses limites posent un défi pour la fabrication des batteries NMC et NCA et pour les rendre abordables pour leur intégration dans les véhicules électriques.

Les batteries LFP, en revanche, contournent actuellement les problèmes de chaîne d'approvisionnement et les prix gonflés, car le nickel et le cobalt ne sont pas nécessaires pour la cathode. La cathode d'un LFP est fabriquée à partir de matériaux riches en terre. Le phosphate de lithium et de fer est un composé cristallin appartenant à la famille des minéraux de l'olivine. Étant donné que la famille des olivines est un composant principal du manteau supérieur de la Terre, la LFP est plus facilement disponible pour l'extraction à moindre coût.

5. 17 % du marché mondial des véhicules électriques est alimenté par des LFP.

Les batteries au lithium fer phosphate ont fait leur apparition en 1996, il n'est donc pas surprenant que cette chimie de batterie soit déjà présente sur le marché des véhicules électriques. Découvert par Groupe de recherche de John Bannister Goodenough à l'Université du Texas, les batteries LFP ont été reconnues pour leur large éventail d'avantages. Même avec des caractéristiques avantageuses, les LFP n'ont connu leur première adoption à grande échelle que 10 ans plus tard, lorsqu'ils sont devenus les favoris de l'industrie pour l'électronique.

La technologie LFP s'est améliorée au fil des années et peut désormais être trouvée dans une gamme plus large d'applications, des motos et appareils solaires aux voitures électriques. Dix-sept pour cent du marché mondial des véhicules électriques sont déjà alimentés par des LFP, mais cette chimie de batterie est sur le point de faire sa prochaine grande percée avec une adoption à grande échelle dans différentes applications routières telles que les bus électriques et les camions électriques. Les LFP sont moins denses en énergie, ont des coûts de fabrication inférieurs et sont plus faciles à produire que les autres types de batteries Li-Ion et plomb-acide.

Les avertissements d'une pénurie d'approvisionnement en lithium menacent de réduire les prévisions de ventes mondiales de véhicules électriques en 2030, mais même cela n'a pas semblé ralentir l'adoption des batteries LFP dans les véhicules électriques. La chimie des batteries LFP reste plus facile à produire et à moindre coût. Leur charge efficace, leur faible coût de possession, leur non-toxicité, leur longue durée de vie et leurs excellentes caractéristiques de sécurité en font un favori de la foule pour l'avenir du transport électrique.