Les batteries au lithium-fer-phosphate deviennent le point de mire des véhicules à énergie nouvelle.
Piles au lithium-ion sont un système très complexe composé de différents types de matériaux d'électrodes, chacun ayant des caractéristiques de performance différentes. Les matériaux cathodiques qui ont été commercialisés comprennent le phosphate de fer lithié, l'acide de cobalt lithié, l'acide de manganèse lithié, les matériaux ternaires nickel-manganèse et les matériaux ternaires nickel-aluminium.
Dans l'application des véhicules à énergie nouvelle, batterie lithium-fer-phosphate (LifePo4) et les batteries ternaires au lithium sont les plus utilisées. Alors pourquoi le phosphate de fer-lithium ne commence-t-il à connaître un essor qu'aujourd'hui ?
1) Quels sont les inconvénients des batteries au phosphate de fer lithié ?
Les avantages et les inconvénients de la batterie au phosphate de fer lithié et de la batterie ternaire au lithium sont évidents. Tout d'abord, les performances de sécurité de la batterie au phosphate de fer lithium sont plus élevées, car le matériau de la cathode de la batterie au phosphate de fer lithium est le phosphate de fer lithium, le cristal de phosphate de fer lithium ne provoquera pas d'effondrement structurel à haute température.
La sécurité élevée peut être garantie en cas de charge rapide, de surcharge, la batterie au phosphate de fer lithium est donc plus sûre. Deuxièmement, la batterie lithium-fer-phosphate a une durée de vie de cycle de charge plus longue, elle est plus performante en termes de durabilité, de fiabilité et de stabilité. Et surtout, elle est moins coûteuse.
Comparé à d'autres matériaux d'électrode contenant des métaux non ferreux, le phosphate de fer lithié dispose de matières premières abondantes et d'un prix inférieur, ce qui convient aux applications à grande échelle. En même temps, il a une puissance élevée, peut être chargé rapidement et fournir une meilleure alimentation à la voiture, ce qui le rend également adapté à une application pratique.
La batterie ternaire au lithium a une meilleure endurance à basse température et une densité énergétique plus élevée. À poids égal, la batterie ternaire au lithium a une plus grande autonomie, ce qui allège le poids du véhicule. Toutefois, en termes de sécurité, la batterie ternaire au lithium est inférieure à la batterie au phosphate de fer-lithium, qui présente une mauvaise stabilité thermique, nécessite un système de gestion de la batterie très exigeant et est sujette à une combustion spontanée à haute température.
2. la batterie lithium-fer-phosphate contre-attaque
La densité énergétique étant plus élevée, la batterie ternaire au lithium peut répondre à la demande de kilométrage élevé, et le gouvernement chinois a mis en place une politique de subvention pour les véhicules à haute densité énergétique, de sorte que la batterie ternaire au lithium est plus largement utilisée dans les véhicules à nouvelle énergie que la batterie au lithium-fer-phosphate.
/ Le nombre de batteries LifePo4 : dépassé /
En mai 2021, la production de batteries au phosphate de fer en Chine a dépassé celle des batteries au lithium ternaires : la production de batteries au phosphate de fer est de 8,8 GWh, représentant 63,6% de la production totale ; la production de batteries au lithium ternaires est de 5,0 GWh, représentant 36,2% de la production totale. Jusqu'en juillet, la production de piles au phosphate de fer lithié a dépassé celle des piles au lithium ternaire pendant trois mois consécutifs.
En juillet également, les batteries au phosphate de fer ont également dépassé les batteries au lithium ternaire en termes de charge de véhicules : un total de 5,8 GWh de batteries au phosphate de fer au lithium ont été chargées, soit une augmentation de 235,51 TTP3 d'une année sur l'autre, soit une augmentation de 13,41 TTP3 ; tandis que les batteries au lithium ternaire n'ont chargé que 5,5 GWh, bien que l'augmentation d'une année sur l'autre soit de 67,51 TTP3, mais la baisse a été de 8,21 TTP3. C'est la première fois que la batterie au phosphate de fer lithium devance la batterie ternaire au lithium en termes de charge des véhicules.
/ L'avantage en termes de coûts proéminent /
Ces dernières années, la densité énergétique des batteries lithium-fer-phosphate a été améliorée et leur processus de production a été rapidement perfectionné, ce qui permet de répondre aux besoins des consommateurs.
Alors que le développement de la densité énergétique des batteries au lithium atteint progressivement la limite supérieure, les subventions nationales chinoises pour les véhicules à haute densité énergétique commencent à diminuer, et les batteries ternaires au lithium n'ont plus un avantage écrasant en termes de densité énergétique, tandis que les inconvénients inévitables en termes de coûts s'amplifient constamment.
Dans ce cas, la batterie lithium-fer-phosphate a un effet évident sur la réduction des coûts de l'entreprise et l'amélioration des bénéfices, et en même temps, la sécurité est également garantie, de sorte qu'elle commence à gagner une position forte.
/ De nombreuses entreprises investissent davantage /
BYD a accumulé un ensemble unique d'avantages dans le domaine des batteries électriques au phosphate de fer-lithium, avec une série de technologies allant de la production de cellules à la conception de véhicules à moteur.THE ELEC a rapporté que LG New Energy a commencé à développer la technologie des batteries au phosphate de fer-lithium à la fin de l'année dernière.
En janvier et février de cette année, le PDG de Tesla a également annoncé publiquement qu'il remplacerait les batteries ternaires au lithium de certaines voitures électriques par des batteries au phosphate de fer-lithium. Outre Tesla, Apple, qui prévoit de lancer une voiture électrique en 2024, a également déclaré qu'elle utiliserait des batteries lithium-fer-phosphate pour des raisons de sécurité. En Chine, de nombreuses marques de véhicules à énergie nouvelle ont également lancé des modèles au phosphate de fer-lithium.
C'est pourquoi les fabricants de batteries investissent et se développent dans les batteries au phosphate de fer-lithium. Ev lithium energy a investi près de 8 milliards de yuans dans les batteries lithium-phosphate de fer pour les voitures particulières depuis le début de l'année. Parallèlement, qu'il s'agisse de la technologie de batterie BLADE de BYD, de la technologie CTP de CATL ou de la technologie JTM (Jelly Roll to Module) de Guoxuan High-tech, la densité énergétique de la batterie au phosphate de fer lithium peut être encore améliorée, voire dépassée, par rapport à la batterie au lithium ternaire conventionnelle, ce qui améliore l'expérience de l'utilisateur.
3. l'orientation future de l'amélioration du phosphate de fer et de lithium : Phosphate de lithium fer manganèse
Le phosphate de lithium fer manganèse est une combinaison de phosphate de lithium manganèse et de phosphate de lithium fer. Comparé au phosphate de lithium-manganèse, le phosphate de lithium-fer-manganèse a une meilleure conductivité électrique, une densité énergétique plus élevée que le phosphate de lithium-fer, et présente les caractéristiques de sécurité et de faible coût.
Elle est donc considérée comme une version améliorée de la technologie du phosphate de fer lithié, qui surmonte la faiblesse de la densité énergétique de la batterie au phosphate de fer lithié, et son potentiel est très bien perçu par les experts.
Dans le passé, le phosphate de lithium fer manganèse était limité par sa faible conductivité et ses performances en matière de taux. Aujourd'hui, grâce à l'amélioration de la technologie, sa conductivité a été améliorée dans une certaine mesure. L'industrialisation et la commercialisation du phosphate de fer et de manganèse au lithium pourraient commencer à s'accélérer.
4. les deux voies technologiques peuvent coexister pendant longtemps
En fait, la différence entre les piles au phosphate de fer-lithium et les piles ternaires au phosphate de fer-lithium réside principalement dans les différents matériaux de cathode.
Comment les deux évolueront-ils à l'avenir et qui deviendra le courant dominant final ? Nous ne le savons pas, mais il est largement admis que les batteries au phosphate de fer-lithium et les batteries ternaires au lithium coexisteront et se compléteront pendant longtemps encore. La batterie ternaire au lithium sera largement utilisée dans les véhicules électriques haut de gamme pour répondre à la demande d'autonomie élevée ; la batterie au phosphate de fer-lithium sera davantage utilisée dans les modèles moyens et haut de gamme inférieurs.
On estime également qu'en raison de la sécurité et des progrès continus dans la technologie de densité énergétique des piles au phosphate de fer-lithium, ces dernières devraient dépasser les piles ternaires au lithium et occuper une position dominante sur le marché au cours de la prochaine décennie.
