Comment choisir entre les batteries LIFEPO4 et lithium-ion en fonction de vos besoins
Les batteries haute capacité sont actuellement très demandées pour diverses utilisations.. Ces batteries ont de nombreuses fonctions différentes, y compris les batteries solaires, batteries récréatives, et batteries pour voitures électriques.
Batteries au plomb étaient le seul choix de batterie à haute capacité sur le marché il y a de nombreuses années, comme vous l'auriez remarqué.
Cependant, en raison de l'utilisation accrue de batteries au lithium, le marché a connu un changement important ces dernières années.
À cet égard, batteries lithium-ion et lithium phosphate ferreux (Lifepo4) les batteries se démarquent de la concurrence. Les gens nous demandent souvent quelles sont les différences entre les deux types, car ils sont tous deux à base de lithium..
Par conséquent, nous examinerons ces batteries en profondeur dans cet article et discuterons de la façon dont elles varient les unes des autres. Vous obtiendrez plus d'informations sur la batterie qui fonctionnera le mieux pour vous en vous renseignant sur leurs performances sur une variété de mesures..
Sans plus attendre, commençons:
Comment les batteries lithium-ion et LiFePO4 diffèrent-elles chimiquement?
Les batteries au lithium-ion et au lithium-phosphate ferreux relèvent du terme générique “piles au lithium.” Par conséquent, il existe de nombreux parallèles dans la manière dont chacune de ces batteries est construite.
Phosphate de fer au lithium
De nouveaux matériaux ont été testés comme matériaux cathodiques dans la batterie lithium-ion à mesure que la technologie progressait. Ces substances comprennent le phosphate de fer et de lithium (Batteries LiFePO4 ou LFP).
Les batteries connues sous le nom de batteries au lithium fer phosphate utilisent du lithium fer phosphate comme ingrédient cathodique..
La cellule unique d’une batterie lithium-fer produit une tension de 3.2 à 3.3 volts. Pour construire une seule batterie LFP, trois ou quatre de ces cellules sont donc câblées ensemble en série.
Lithium-ion
Les batteries lithium-ion fonctionnent sur le principe selon lequel les ions lithium se déplacent entre deux électrodes dans une solution ou un gel électrolytique.. Les substances à base de lithium comme l'oxyde de lithium-cobalt ou l'oxyde de lithium-manganèse constituent les matériaux cathodiques.. Le graphite et d'autres matériaux à base de carbone sont généralement utilisés comme anode.
Il existe de nombreuses variétés de batteries lithium-ion accessibles en raison de la large gamme de matériaux cathodiques et de possibilités d'électrolytes.. Les batteries lithium-ion polymère sont des variantes qui ne nécessitent pas d'électrolyte liquide.
La cellule individuelle d’une batterie lithium-ion produit normalement une tension d’environ 3,6 V.. Trois ou plusieurs de ces cellules sont connectées en série pour former une seule batterie lithium-ion., qui peut fournir de l'électricité utilisable.
Quelles caractéristiques partagent les batteries lithium-ion et les batteries LFP?
Comme cela a déjà été mentionné, les batteries au lithium comprennent à la fois les batteries lithium-ion et LFP. Par conséquent, les deux variétés partagent un certain nombre de caractéristiques.
Une distinction entre ces batteries est qu'elles dépendent toutes deux du mouvement des ions lithium pour produire du courant.. En plus, le matériau de l'anode dans les deux cas est du graphite.
En comparant les batteries lithium-ion avec les batteries LFP, il y a moins de différences que lorsque l’on compare l’une de ces batteries à une batterie qui n’utilise pas de lithium.
Ce qui distingue les batteries lithium-ion et lithium-fer?
Nous comparerons une batterie LFP à d'autres batteries lithium-ion en fonction de divers facteurs importants..
Densité d'énergie
La densité énergétique mesure la quantité d'énergie qu'une batterie peut fournir par rapport à son volume.. Wattheures par kilogramme (Wh / kg) est l'unité de mesure. Une batterie peut produire plus d’électricité avec une masse plus petite si elle a une densité énergétique plus élevée..
Lifepo4
Par rapport à une batterie lithium-ion, une batterie LFP a une densité énergétique légèrement inférieure. Leur contenu énergétique varie de 90 à 165 Wh / kg.
Lithium-Ion
L’une des densités d’énergie les plus élevées de tous les types de batteries se trouve dans les batteries lithium-ion.. Ces batteries fournissent une densité énergétique d'environ 100 Wh/kg à 265 Wh / kg.
En conclusion, Les batteries lithium-ion ont une densité énergétique plus élevée. À cause de ça, ces batteries sont utilisées dans des, applications plus gourmandes en énergie.
Durée de vie et cycle de vie
Le nombre de cycles qu'une batterie peut supporter sans subir de dégradation de ses performances est appelé durée de vie.. Un cycle est le processus de charge complète, déchargement complet, puis recharger complètement une fois de plus.
Une batterie avec une durée de vie plus longue durera probablement plus longtemps et vous offrira un meilleur retour sur investissement.
Lifepo4
LFP a une longue durée de vie d'environ 3000 cycles. Cela équivaut à une durée de plus de sept ans.
Lithium-ion
Les batteries lithium-ion ont une durée de vie moyenne de 300 à 500 cycles. Cela équivaut à environ deux- à une période de trois ans.
Conclusion: Les batteries LFP ont une durée de vie quatre à cinq fois supérieure aux batteries lithium-ion et sont plus performantes en termes de durée de vie et de durée de vie de la batterie..
Dimensions de décharge (Dod)
La profondeur de décharge est le pourcentage maximum de décharge qu'une batterie peut supporter sans subir d'effets négatifs.. Une batterie peut subir des dommages irréparables si elle est déchargée au-delà de la profondeur de décharge..
Puisque vous utilisez davantage d’énergie stockée, une profondeur de décharge plus profonde suggère une plage de performances plus large pour la batterie.
Lifepo4
Les batteries en lithium fer phosphate ont une profondeur de décharge étonnante de 100%. Cela indique que vous pouvez vider complètement la batterie sans vous soucier de lui faire du mal..
Conclusion: En ce qui concerne la profondeur de décharge, la batterie lithium fer phosphate est la championne incontestée. Il est intéressant de noter que les batteries au plomb n’offrent qu’une 50% Dod, alors que toutes les batteries au lithium ont des DoD bien plus élevés.
Lithium-ion
Les batteries lithium-ion ont une profondeur de décharge comprise entre 80% à 95%. Cela signifie que vous devez toujours laisser un minimum de 5% à 20% charge (le pourcentage précis varie en fonction de la batterie spécifique) dans la batterie.
Taux d'autodécharge
Il existe des processus chimiques intrinsèques qui épuisent une partie de la charge stockée même lorsqu'une batterie n'est connectée à aucun appareil., même si ce n'est qu'une petite quantité. La vitesse à laquelle la batterie épuise sa charge alors qu'elle n'est attachée à rien est connue sous le nom de taux d'autodécharge..
Des taux d'autodécharge plus faibles sont préférables pour les batteries car ils signifient une stabilité chimique améliorée et une rétention de charge accrue..
Lifepo4
Le taux d’autodécharge du phosphate de fer et de lithium est d’environ 3% par mois. Par conséquent, la batterie diminuera de 100% à 97% après avoir été stocké pendant un mois.
Lithium-ion
Le taux d’autodécharge d’une batterie lithium-ion est d’environ 5% chaque mois. Cela indique qu'après un mois de stockage, une batterie lithium-ion qui a été chargée, déconnecté, et laissé seul tombera de 100% à 95%.
En conclusion, les batteries au lithium fer phosphate fonctionnent légèrement mieux en termes de taux d'autodécharge. Encore, ces deux batteries sont supérieures aux batteries au plomb, qui s'auto-décharge à un rythme lamentable de 4% chaque semaine.
Prix par kWh
Le prix par KWh est le coût de chaque KWh de capacité de batterie. Chaque type de batterie est proposé dans une gamme de capacités de stockage, il est donc préférable de les comparer en fonction de leurs coûts par KWh afin de déterminer lequel est le plus rentable..
Vous devez d’abord déterminer la puissance nominale en KWh de la batterie afin de calculer le coût par KWh.. Bien que ce ne soit généralement pas indiqué sur la batterie, cette valeur est simple à déterminer. kWh = 1000 x (Tension x ampères-heures)
La batterie que vous achetez indiquera toujours la tension et les ampères-heures.
Lifepo4
Le sans cobalt, des matériaux nettement moins chers, le fer et le phosphate, sont utilisés dans les batteries au lithium fer phosphate.
Lithium-ion
Le cobalt est utilisé dans les batteries lithium-ion comme matériau d'électrode, ce qui fait monter le prix de la batterie.
Le coût des batteries au lithium fer phosphate est à peine plus élevé que celui des batteries lithium-ion..
Poids
Pour des applications telles que les moteurs électriques, où le poids peut avoir un impact sur les performances, le poids peut être un élément important.
Lifepo4
Le phosphate de fer et de lithium contient des composés de fer, qui sont beaucoup plus légers que les métaux utilisés dans une batterie lithium-ion.
Lithium-ion
Composés d'oxyde de lithium-manganèse et d'oxyde de lithium-cobalt, deux minéraux de haute densité qui pèsent plus, se trouvent dans les batteries lithium-ion.
Conclusion: Les batteries au lithium-fer pèsent généralement environ 50% Moins que les batteries lithium-ion de même capacité.
Applications
Déterminez si un type spécifique de batterie serait approprié pour les utilisations souhaitées avant d’en choisir une.. Voici une comparaison de ces deux types de batteries’ applications:
Lifepo4
Les batteries au lithium fer phosphate offrent un large éventail d’utilisations dans les véhicules électriques, véhicules de loisirs, batteries solaires, et bien plus encore en raison de leurs nombreux avantages et de leurs performances améliorées.
Lithium-ion
Les batteries lithium-ion sont mieux adaptées aux applications où la taille de la batterie est limitée en raison de leur densité énergétique plus élevée.. Appareils électroniques comme les cigarettes électroniques, téléphones, et d'autres appareils rechargeables compacts sont les plus courants de ces utilisations.
Conclusion: En raison des applications très diverses de chacune de ces batteries, chacun est gagnant dans son créneau particulier. Les batteries lithium-ion fonctionnent mieux lorsqu'il existe une restriction de taille sévère, alors que les batteries lithium-fer fonctionnent mieux lorsqu'une grande performance est nécessaire.
Utilisation par temps froid
La plupart des batteries perdent une partie de leur capacité opérationnelle et beaucoup cessent complètement de fonctionner lorsque les températures descendent en dessous de zéro.. Les batteries au lithium sont extrêmement sensibles aux températures glaciales et deviennent inutilisables en dessous d'un seuil particulier..
Lifepo4
En outre, le phosphate de fer et de lithium cesse de fonctionner à des températures très basses. Batteries au lithium fer phosphate de haute qualité, comme ceux fournis par Maxworld, livré avec un système de gestion de batterie (Bms), qui peut chauffer automatiquement la batterie par temps froid
Lithium-ion
Si vous avez déjà été dans une région où il fait très froid, vous constaterez que votre smartphone cesse de fonctionner car la batterie est épuisée. Toutes les batteries lithium-ion sont également vulnérables aux températures froides.
Conclusion: Les caractéristiques BMS d’une batterie au lithium fer font pencher la balance en sa faveur lors du fonctionnement de la batterie par temps froid..
Constance thermique
Le terme “stabilité thermique” concerne les variables liées à la température telles que la surchauffe de la batterie et l'emballement thermique. Le terme “Runage thermique” fait référence à une surchauffe incontrôlée d’une batterie, ce qui pourrait éventuellement provoquer une explosion.
Lifepo4
Une batterie au lithium fer ne peut pas prendre feu ou exploser car les batteries LiFePO4 sont totalement incombustibles.. Peu importe la façon dont vous les chargez, ces batteries ne surchauffent pas. En outre, il n'y a pas d'emballement thermique.
Lithium-ion
En raison de leur propension à surchauffer, les batteries lithium-ion sont tristement célèbres pour leur comportement en température. On sait que les batteries au lithium-oxyde de manganèse des ordinateurs portables explosent. Il y a fréquemment un emballement thermique avec ces batteries.
Conclusion: Les batteries au lithium-fer sont clairement les gagnantes lorsque l'on compare la stabilité thermique du LiFePO4 par rapport à. batteries au lithium-ion.
Questions liées à l'environnement
Les utilisateurs et les entreprises manufacturières font pression pour des produits et des procédures respectueux de l'environnement.. Déterminer quelle batterie est la plus écologique est crucial.
Lifepo4
Étant donné que les batteries au lithium fer n'émettent aucun gaz ou produits chimiques nocifs, ils ne présentent aucun risque pour l'environnement. Ces batteries ont également une longue durée de vie, nécessitant moins de changements de batterie.
Lithium-ion
On sait que de nombreux gaz nocifs sont libérés par les batteries lithium-ion., surtout à haute température. Parce que ces piles durent moins de temps, vous devez les remplacer plus fréquemment, créant des déchets importants.
Conclusion: Les batteries au lithium fer phosphate sont parmi les plus écologiques disponibles.
Garantie
Puisque vous êtes sûr que la batterie fonctionnera pendant au moins la période de garantie, une durée de garantie plus longue garantit un meilleur retour sur investissement.
Lifepo4
Une période de garantie de cinq ans est normale pour le phosphate de fer et de lithium. Une garantie de six ans est incluse avec les meilleures batteries LFP, comme ceux de Maxworld.
Lithium-ion
Il faut prévoir une garantie de six mois à un an car les batteries lithium-ion ont une durée de vie moyenne de deux ans.. Par exemple, vous pouvez voir la garantie typique de six mois que vous recevez sur les batteries de smartphone.
Conclusion: Les batteries au lithium fer phosphate ne sont pas simplement fantastiques sur le papier; ils sont également assortis d'une période de garantie plus longue. Lorsque vous comparez la durée de garantie de six mois avec la période de garantie de six ans, ils sont incontestablement en avance sur leurs équivalents lithium-ion.
Quel est le meilleur, lithium-ion ou lithium-fePO4?
Malgré le fait que chacune de ces batteries soit composée de lithium, leurs performances sont très différentes.
LiFePO4 est une option supérieure dans tous les domaines pertinents. Vous obtenez des performances supérieures, meilleure valeur, et une durée de vie nettement plus longue avec ces batteries.
Quand on prend en compte la densité énergétique, l'équivalent lithium-ion est le seul qui se démarque davantage. Ils constituent donc une option supérieure pour les appareils électroniques, notamment les ordinateurs., téléphones portables, cigarettes électroniques, et autres gadgets électroniques.
Les batteries LiFePO4 sont mieux adaptées à toutes les utilisations autres que l'électronique. LiFePO4 est le meilleur investissement pour tout ce qui nécessite une grande capacité, y compris les véhicules électriques, panneaux solaires, caravanes, et plus.
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