Lithium-ion vs. Lithium-Fer: Différences et avantages

Il n'est pas toujours facile d'insérer de nouvelles piles lorsque l'on utilise des sources d'alimentation pour faire fonctionner des composants intégrés.. Des batteries capables de stocker une quantité importante d’énergie, sont suffisamment légers pour être transportés ou déplacés, et sont sans danger pour l'utilisateur sont nécessaires pour les technologies les plus récentes comme les smartphones, véhicules électriques, et outils électriques portables. Tous ces avantages sont fournis par les batteries au lithium pour appareils mobiles, automobiles, dispositifs médicaux, et même le stockage d'énergie sur le réseau.

Chimies combinées lithium-ion et lithium-fer

Les taux C contrôlent la rapidité avec laquelle une batterie se charge et se décharge. Il est courant de décrire la capacité d’une batterie comme 1C, ce qui suggère qu'une batterie complètement chargée avec une capacité de 1 Ah devrait être capable de fournir 1 A pendant une heure. La même batterie devrait fournir 500 mA pendant deux heures avec une décharge de 0,5 C, et 2C pour 30 minutes sur une décharge 2C.

Lithium-ion

Batteries au lithium-ion peut avoir une cathode en oxyde de lithium-manganèse ou en dioxyde de cobalt-lithium car elles contiennent toutes deux une anode en graphite. Il a une tension nominale de 3,6 V et 150 à 200 wattheures d'énergie spécifique par kilogramme. La batterie peut subir des dommages considérables en cas de charges plus élevées, le taux de charge est donc limité à 0,7C à 1,0C. 1C est le taux de décharge du lithium-ion.

Phosphate de fer au lithium (Lifepo4)

Le graphite sert d'anode tandis que le phosphate de fer sert de cathode dans le phosphate de fer lithium.. Il présente une tension nominale de 3,20 V ou 3,30 V et 90/120 wattheures d'énergie spécifique par kilogramme. Le phosphate de fer et de lithium a un taux de charge de 1C et un taux de décharge de 1C à 25C.

Quelles sont les variations des niveaux d’énergie?

Le contenu énergétique du lithium-ion et du lithium-phosphate de fer diffère considérablement. Par rapport au phosphate de fer et de lithium, qui a une densité énergétique de 90 à 120 Wh/kg, le lithium-ion est supérieur de 150 à 200 Wh/kg. Donc, le lithium-ion est généralement le matériau préféré pour les appareils électroniques qui consomment beaucoup d'énergie et épuisent rapidement les batteries..

Cependant, par rapport au lithium-ion, le phosphate de fer et de lithium a un taux de décharge plus élevé. Les batteries au lithium fer phosphate produisent des décharges de tension exceptionnelles à des températures supérieures à 25 °C.. Même si la capacité est diminuée, la batterie au lithium fer phosphate n'est pas considérablement endommagée par le taux de décharge.

Variations des cycles de vie

Avec peu de détérioration, ces batteries peuvent résister à des températures extrêmes. Ils ont une longue vie, ce qui les rend adaptés aux systèmes embarqués ou aux applications de longue durée sans recharge.

La densité énergétique plus élevée du lithium-ion le rend plus instable, en particulier dans les situations avec des températures de fonctionnement plus élevées. Sa durée de vie varie de 500 à 1,000 cycles depuis les composants de travail’ ou électronique’ les températures de fonctionnement peuvent avoir un effet négatif.

Avantages du stockage à long terme

Il est essentiel de choisir une chimie pour les batteries inutilisées qui ne perdront pas leur charge sur des périodes prolongées.. Plutôt, la batterie devrait fonctionner presque aussi bien lorsqu'elle est chargée que lorsqu'elle est utilisée depuis plus d'un an. Pour un stockage à long terme, le lithium-ion et le lithium-phosphate de fer sont tous deux d’excellentes options. En raison de sa durée de conservation de 350 jours, le phosphate de fer et de lithium peut être conservé pendant des périodes prolongées. Les batteries lithium-ion ont une durée de conservation de 300 jours.

Avantages du phosphate de fer lithium pour la sécurité

Les fabricants de divers secteurs utilisent le phosphate de fer et de lithium pour les applications où la sécurité est cruciale.. Le phosphate de fer et de lithium possède une stabilité thermique et chimique exceptionnelle.. Même par temps chaud, cette batterie garde sa fraîcheur. Une manipulation incorrecte lors de charges et décharges rapides ou en cas de problèmes de court-circuit l'empêche également de prendre feu.. Étant donné que la cathode de phosphate ne brûlera pas ou n'explosera pas en cas de surcharge ou de surchauffe et que la batterie reste froide, le phosphate de fer et de lithium ne subit souvent pas d'emballement thermique.

Chimie du lithium-ion, cependant, ne possède pas les mêmes avantages en matière de sécurité que le phosphate de fer et de lithium. Un inconvénient de sa grande densité énergétique est qu’elle rend la batterie instable.. Une batterie lithium-ion peut subir un emballement thermique, ce qui le fait chauffer plus rapidement pendant la charge.

La mise au rebut éventuelle de la batterie après utilisation ou dysfonctionnement est un autre avantage du lithium fer phosphate en termes de sécurité.. La chimie du lithium-dioxyde de cobalt utilisée dans les batteries lithium-ion est considérée comme un produit chimique dangereux car elle peut exposer les personnes à des réactions allergiques au niveau des yeux et de la peau.. Lorsqu'il est consommé, cela peut potentiellement entraîner des problèmes médicaux importants. Par conséquent, les batteries lithium-ion nécessitent des considérations d'élimination uniques. Cependant, les fabricants peuvent éliminer plus facilement le phosphate de fer et de lithium car il est inoffensif.

Applications du lithium-ion et du lithium-phosphate de fer

Le phosphate de fer et de lithium est préféré pour tout appareil électronique ou machine qui nécessite une durée de vie et une sécurité mais pas beaucoup de densité énergétique.. Moteurs électriques utilisés dans les voitures, équipement médical, et applications militaires où des températures ambiantes plus élevées seront présentes. Le lithium fer phosphate convient aux applications plus stationnaires car la batterie est un peu plus grosse et plus épaisse que le lithium-ion., même s'il peut être utilisé dans certaines technologies portables.

En raison de son poids supplémentaire, le phosphate de fer et de lithium n'est peut-être pas la meilleure option dans les situations où la portabilité est cruciale. Les batteries lithium-ion sont utilisées dans les téléphones portables, ordinateurs portables, et tablettes.

Les fabricants ne doivent pas seulement choisir les meilleures sources d'énergie en fonction de la portabilité, sécurité, et densité énergétique, mais aussi prendre en compte les coûts associés à la fois à la production de produits électroniques et à leur éventuelle élimination. Comme option de batterie moins chère, le phosphate de fer et de lithium est fréquemment utilisé par les fabricants. Parce que la chimie du phosphate de fer, plus sûre, nécessite moins d’argent, les batteries sont moins chères.