Les batteries LiFePO4 et plomb-acide sont très populaires. Elles ont toutes deux des cas d'utilisation spécifiques en fonction de leurs spécialités. La batterie LiFePO4 est considérée comme avancée et meilleure en termes de performances. À l'inverse, de nombreux anciens préfèrent les batteries au plomb. Cette différence d'opinion a donné lieu à un débat sur les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb.
Les batteries plomb-acide sont largement utilisées dans les voitures. Elles sont utilisées depuis 150 ans. Leur taille plus importante et leur prix plus bas sont les principales caractéristiques de ce type de batterie. En revanche, la batterie LiFePO4 est compacte, coûteuse et offre des performances de premier ordre. Dans cet article, je vais comparer les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb-acide. C'est parti !
Aperçu des batteries LiFePO4 et plomb-acide
Les batteries plomb-acide et LiFePO4 offrent une proposition de valeur unique. Elles sont toutes deux excellentes, mais diffèrent sur de nombreux points.
Les batteries plomb-acide utilisent du dioxyde de plomb (PbO₂) comme cathode. L'éponge de plomb (Pb) dans ces batteries agit comme une anode. Le H2SO4 est utilisé comme électrolyte dans ces batteries. Le mouvement des ions se produit entre la cathode et l'anode. Ce mouvement génère l'électricité qui fait fonctionner différentes machines.
Les premières batteries plomb-acide ont été fabriquées en 1859. Depuis lors, ces piles sont utilisées activement. Elles ont subi différentes modifications pour améliorer leurs performances. Cependant, sa structure principale reste la même. Ces types de batteries sont largement utilisés dans les voitures et autres véhicules automobiles. Une taille plus importante est un indicateur clé de ces batteries.
Les batteries LiFePO4, en revanche, sont modernes, compactes et plus performantes. Elles ont un phosphate de lithium-ion comme cathode. De même, le graphite est utilisé comme anode. Au lieu de H2SO4, ces piles utilisent du sel de lithium comme électrolyte. Le mouvement des ions lithium entre la cathode (LiFePO4) et l'anode (graphite) produit de l'électricité.
Ces batteries sont généralement chargées par des panneaux solaires ou des chargeurs spécifiques. Une fois le soleil couché, l'énergie stockée est utilisée comme électricité. Pendant la charge, les ions lithium de la cathode vont vers l'anode et y sont stockés. Lors de la décharge, les ions lithium repartent de l'anode vers la cathode. Ce mouvement des ions lithium produit de l'électricité, que nous utilisons.
Les appareils modernes sont équipés de batteries LiFePO4. Leur utilisation est très répandue dans les stockage d'énergie par batterie Les maisons modernes les utilisent comme système de secours lorsqu'elles utilisent une installation solaire comme source d'électricité. Les maisons modernes les utilisent comme solution de secours lorsqu'elles utilisent une installation solaire comme source d'électricité. Ces batteries sont chères et ont un coût initial plus élevé. Mais leur longue durée de vie et leur meilleure durabilité les rendent plus rentables que leurs homologues.
Quelles sont les différences entre les batteries LiFePO4 et les batteries plomb-acide ?
Comme indiqué précédemment, les batteries plomb-acide et LiFePO4 présentent de nombreuses différences. Ces différences les rendent adaptées à des cas d'utilisation différents. Par exemple, les batteries plomb-acide conviennent mieux aux véhicules en raison de leur taille encombrante. La batterie LiFePO4 est compacte, durable et idéale pour les gadgets modernes. Examinons toutes les différences significatives entre ces deux types de batteries.
1- Poids et densité énergétique
Les batteries LiFePO4 sont connues pour leur taille compacte et leur légèreté. Elles ont une densité énergétique plus élevée. Cela signifie que ces batteries peuvent stocker plus d'énergie malgré leur taille réduite. En revanche, les batteries plomb-acide sont encombrantes. Leur poids est trop élevé, ce qui constitue un inconvénient majeur. Ces batteries ont des plaques de plomb plus grandes.
Ces plaques occupent plus d'espace à l'intérieur de la batterie. En outre, elles contiennent de l'acide sulfurique comme électrolyte. Tous ces éléments contribuent à la taille plus importante de ces batteries plomb-acide. La densité énergétique globale des batteries plomb-acide est inférieure à celle des batteries LiFePO4. Elles stockent donc moins d'énergie sous forme de par rapport aux batteries LiFePO4.
2- Profondeur de décharge (DoD) et taux d'autodécharge
Les batteries LiFePO4 sont dotées d'une grande profondeur de décharge (DOD). La profondeur de décharge indique dans quelle mesure la capacité d'une batterie peut être utilisée en toute sécurité. Si vous utilisez la capacité de la batterie au-delà de sa limite de sécurité, cela peut réduire la durée de vie de la batterie. Les batteries LiFePO4 offrent une profondeur de décharge de 80 à 90%.
En revanche, les batteries au plomb-acide ont une très faible profondeur de décharge. Les batteries au plomb-acide complètement chargées peuvent utiliser 50% de leur capacité. Si vous utilisez plus que cela, la durée de vie de ces batteries s'en trouvera affectée. Le taux d'autodécharge est un autre paramètre critique. Les batteries LiFePO4 ont un taux d'autodécharge plus faible.
Si vous gardez la batterie pendant un mois, son énergie stockée ne diminuera ou ne se déchargera que de 3%. En revanche, les batteries plomb-acide ont un taux d'autodécharge plus élevé. Elles peuvent perdre de 8 à 10% d'énergie (décharge) si vous les gardez pendant un mois. C'est pourquoi, Batteries LiFePO4 sont utilisés dans les systèmes de stockage et les stations de réseau. Ils peuvent être utilisés pour atteindre une plus grande capacité et stocker de l'énergie pendant de longues périodes.
3- Vitesse de charge et température
Les batteries LiFePO4 peuvent être chargées rapidement. Elles acceptent un courant plus élevé pendant la charge et ne subissent pas de surchauffe. En revanche, les batteries au plomb-acide sont très lentes en termes de vitesse de charge. Il leur faut de 5 à 8 heures pour se charger complètement.
En revanche, les deux batteries fonctionnent parfaitement à des températures modérées. Toutefois, les batteries LiFePO4 peuvent supporter des températures plus élevées. En revanche, les batteries plomb-acide peuvent mal fonctionner si la température est trop élevée. Cependant, ces batteries fonctionnent parfaitement à des températures très basses. En revanche, les batteries LiFePO4 résistent mal aux basses températures.
4- Durée du cycle et durée de vie (années)
Les batteries LiFePO4 sont les plus performantes en termes de cycles de charge. Ces batteries offrent un nombre élevé de cycles de vie, allant de 3000 à 5000. En revanche, les batteries plomb-acide sont nettement moins avancées, avec un total de 300 à 500 cycles de charge. Le cycle de charge fait référence à un cycle complet de charge et de décharge. Supposons que vous ayez une batterie LiFePO4, que vous la chargiez et que vous l'utilisiez quotidiennement.
Cette batterie restera facilement en bon état pendant au moins 10 à 12 ans. Imaginez maintenant une batterie plomb-acide qui est chargée et utilisée quotidiennement. Elle ne durera que 2 à 3 ans. En outre, la présence d'acide (électrolyte) et de plaques de plomb peut entraîner des problèmes de corrosion. Ce problème peut encore réduire la durée de vie des batteries plomb-acide. En revanche, les batteries LiFePO4 ne connaissent pas de problèmes de corrosion. Elles peuvent donc durer plus longtemps que leurs homologues.
5- Capacité utilisable et stabilité de la tension
Les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb diffèrent en termes de capacité utilisable. Les batteries LiFePO4 en pleine charge peuvent être utilisées jusqu'à 80 à 90%. Pendant cette utilisation, ces batteries maintiennent la tension. Même lorsque la batterie se charge lentement, la tension reste stable. En revanche, les batteries au plomb-acide ont une capacité utilisable compromise.
Elles peuvent être utilisées jusqu'à 50% avec une charge complète. En d'autres termes, 100Ah de LiFePO4 offrent le double de l'énergie de 100Ah de batteries au plomb. En outre, ces batteries ne maintiennent pas leur tension. Au début, elles fournissent une tension optimale. Mais au fur et à mesure que l'énergie (stockée) de ces batteries diminue, la tension baisse également.
6- Sécurité et impact environnemental
Les batteries LiFePO4 sont plus sûres que leurs homologues. Elles sont plus stables et ne prennent pas feu. Elles sont incombustibles et ne surchauffent pas. Ces facteurs rendent ces batteries très sûres pour une utilisation à long terme. En outre, ces batteries n'émettent pas de gaz nocifs pendant leur fonctionnement.
Elles sont donc respectueuses de l'environnement et peuvent être recyclées. En revanche, les batteries au plomb ne sont pas sûres, surtout à des températures élevées. Elles sont sujettes à des problèmes de fuite et peuvent déverser de l'acide. En outre, elles émettent des gaz nocifs pendant leur fonctionnement. C'est pourquoi je considère que les batteries au plomb sont moins respectueuses de l'environnement.
7- Coût (initial ou à vie) et maintenance
Les batteries LiFePO4 sont de qualité supérieure et offrent des performances idéales. Toutefois, leur coût initial est plus élevé que celui des batteries plomb-acide. Elles se distinguent par une meilleure durabilité, un plus grand nombre de cycles de vie et une capacité utilisable. Ces batteries ne nécessitent pas d'entretien régulier, ce qui réduit leur maintenance.
En revanche, les batteries au plomb-acide ont un coût initial moins élevé. Cependant, leur durabilité est compromise et leur cycle de vie est plus court. Leur durée de vie est 5 fois inférieure à celle des batteries LiFePO4. En outre, ces batteries plomb-acide nécessitent un entretien régulier. Malgré un coût initial plus faible, elles présentent l'inconvénient d'un coût de vie plus élevé.
8- Applications et risques de fuites ou de déversements
Comme je l'ai dit précédemment, les batteries plomb-acide utilisent du H2SO4 comme électrolyte. Ces batteries sont plus sujettes aux fuites en raison de joints plus faibles. Par conséquent, l'acide peut s'échapper et rendre la batterie encombrante. En revanche, les batteries LiFePO4 n'ont pas d'acide liquide comme électrolyte. En outre, le corps de ces batteries est parfaitement étanche.
Il n'y a donc pas de fuite ou de déversement d'électrolyte. En ce qui concerne les applications, les batteries LiFePO4 et les batteries plomb-acide ont toutes deux leurs propres utilisations. Les batteries LiFePO4 sont préférées pour les appareils modernes. En revanche, les batteries plomb-acide conviennent aux voitures et autres véhicules en raison de leur taille encombrante. Voici un tableau présentant leurs principales applications :
| Applications des accumulateurs au plomb-acide | Applications de la batterie LiFePO4 |
| Batteries de démarrage de voiture. | Stockage de l'énergie solaire |
| UPS (alimentation sans interruption) | Véhicules électriques (VE) |
| Chariots élévateurs. | Véhicules de loisirs et camping-cars |
| Systèmes de sauvegarde des télécommunications. | Marine et bateaux |
| Stockage solaire à faible coût. | Centrales électriques portables |
| Voiturettes de golf. | Stockage de l'énergie sur le réseau |
| Machines industrielles. | Vélos et scooters électriques |
Questions fréquemment posées
Le LiFePO4 est-il meilleur que l'acide plombique ?
Oui, je considère que les batteries LiFePO4 sont supérieures aux batteries plomb-acide. Elles offrent une meilleure durée de vie, un plus grand nombre de cycles de vie, une meilleure sécurité et se chargent rapidement. En outre, ces batteries sont compactes et légères, ce qui constitue un avantage considérable.
Le LiFePO4 peut-il remplacer les batteries au plomb ?
Oui. Les batteries LiFePO4 sont modernes et disposent d'excellents systèmes de stockage d'énergie. Ces moteurs modernes offrent une poussée d'énergie soudaine pour un allumage rapide du moteur. En outre, ils sont durables et offrent une meilleure durée de vie. Ces facteurs font des batteries LiFePO4 un substitut approprié aux batteries plomb-acide.
Est-il mauvais de garder les batteries LiFePO4 complètement chargées ?
Non. Il n'est pas mauvais de garder les batteries LiFePO4 complètement chargées. Lorsque vous stockez une batterie, veillez à la charger complètement. Ces batteries subissent une décharge d'énergie (jusqu'à 2%). Une plus grande quantité d'énergie stockée sera utilisée lorsque vous en aurez besoin.
Conclusion : Quelle batterie choisir, LiFePO4 ou plomb-acide ?
Je préfère toujours les batteries LiFePO4 aux batteries au plomb. Certaines personnes de la vieille école affirment généralement que ces batteries sont chères. Il s'agit d'une demi-vérité qui prête à confusion. Les LiFePO4 sont coûteuses, mais leurs performances sont idéales. En outre, elles durent plus longtemps et ne nécessitent pas d'entretien régulier.
L'absence d'entretien rend ces batteries rentables à long terme. Les batteries au plomb sont bon marché, mais leur entretien régulier est un casse-tête. En outre, ces batteries ont une durée de vie totale de 2 à 3 ans, soit cinq fois moins que les LiFePO4. C'est pourquoi vous devriez toujours préférer les batteries LiFePO4 aux batteries au plomb.