Graphique : Les six principaux types de batteries lithium-ion

Comprendre les six principales technologies lithium-ion

Chacun des six différents types de batteries lithium-ion a une composition chimique différente.

Les anodes de la plupart des batteries lithium-ion sont en graphite. En règle générale, la  composition minérale  de la cathode est ce qui change, ce qui fait la différence entre les chimies de la batterie.

Le matériau de la cathode contient généralement  du lithium  ainsi que d’autres minéraux, notamment du nickel, du manganèse, du cobalt ou du fer. Cette composition détermine en fin de compte la capacité, la puissance, les performances, le coût, la sécurité et la durée de vie de la batterie.

Dans cet esprit, examinons les six principales technologies de cathode lithium-ion.

#1 : Lithium Nickel Manganèse Cobalt Oxyde (NMC)

Les cathodes NMC contiennent généralement de grandes proportions de nickel, ce qui augmente la densité d’énergie de la batterie et permet des  portées plus longues  dans les véhicules électriques. Cependant, une teneur élevée en nickel peut rendre la batterie instable, c’est pourquoi le manganèse et le cobalt sont utilisés pour améliorer la stabilité thermique et la sécurité. Plusieurs combinaisons NMC ont connu un succès commercial, notamment  NMC811  (composé de 80 % de nickel, 10 % de manganèse et 10 % de cobalt),  NMC532 et  NMC622 .

#2 : Oxyde d’aluminium lithium-nickel-cobalt (NCA)

Les batteries NCA partagent les avantages à base de nickel avec NMC, y compris une densité d’énergie élevée et une puissance spécifique. Au lieu du manganèse, NCA utilise de l’aluminium pour augmenter la stabilité. Cependant, les cathodes NCA sont relativement moins sûres que les autres technologies Li-ion,  plus chères et généralement utilisées uniquement dans les modèles de véhicules électriques hautes performances.

#3 : Lithium Fer Phosphate (LFP)

En raison de leur utilisation de fer et de phosphate au lieu de nickel et de cobalt, les batteries LFP sont moins chères à fabriquer que les variantes à base de nickel. Cependant, ils offrent une énergie spécifique moindre et conviennent mieux aux véhicules électriques standard ou à courte portée. De plus, le LFP est considéré comme l’un des produits chimiques les plus sûrs et a une longue durée de vie, ce qui permet son utilisation dans les systèmes de stockage d’énergie.

#4 : Oxyde de lithium-cobalt (LCO)

Bien que les batteries LCO soient très denses en énergie, leurs inconvénients incluent une durée de vie relativement courte, une faible stabilité thermique et une puissance spécifique limitée. Par conséquent, ces batteries sont un choix populaire pour les applications à faible charge comme  les smartphones  et les ordinateurs portables, où elles peuvent fournir des quantités d’énergie relativement plus petites pendant de longues durées.

#5 : Oxyde de lithium manganèse (OMT)

Également connues sous le nom de batteries au spinelle de manganèse, les batteries LMO offrent une sécurité accrue et des capacités de charge et de décharge rapides. Dans les véhicules électriques, le matériau de cathode LMO est souvent mélangé avec NMC, où la partie LMO fournit un courant élevé lors de l’accélération, et NMC permet des plages de conduite plus longues.

#6 : Titanate de lithium (LTO)

Contrairement aux autres chimies ci-dessus, où la composition de la cathode fait la différence, les batteries LTO utilisent une surface d’anode unique en oxydes de lithium et de titane. Ces batteries présentent une excellente sécurité et des performances à des températures extrêmes, mais ont une faible capacité et sont relativement chères, ce qui limite leur utilisation à grande échelle.

Quelles batteries dominent le marché des VE ?

Maintenant que nous connaissons les six principaux types de batteries lithium-ion, lesquels dominent le marché des véhicules électriques, et comment cela va-t-il changer à l’avenir ?

Pour le savoir, restez à l’écoute pour  la partie 2  de la  série sur la technologie des batteries , où nous examinerons les principales chimies des batteries EV par part de marché prévue de 2021 à 2026.

(Cet article est paru pour la première fois dans  Visual Capitalist Elements )

Source : mining.com