LiFePO4 vs lithium-ion
Les deux sont des batteries lithium-ion. La différence réside dans la cathode - phosphate de fer contre chimies nickel-cobalt - et cette différence détermine la durée de vie, la sécurité et les usages que chaque chimie devrait couvrir.
La comparaison commence par un problème de dénomination : le LiFePO4 est une batterie lithium-ion, donc « LiFePO4 vs lithium-ion » signifie en réalité la chimie phosphate de fer face aux chimies nickel-manganèse-cobalt (NMC) et nickel-cobalt-aluminium (NCA) qui dominent les téléphones, les ordinateurs portables et la plupart des véhicules électriques. Ces chimies existent parce qu'elles stockent le plus d'énergie dans le moins de poids et de volume. Le LiFePO4 existe parce que, pour une large classe d'usages, ce n'est pas ce qu'il faut optimiser.
La durée de vie en cycles est l'écart le plus large. Les cellules de classe NMC sont généralement notées de quelques centaines à environ un millier de cycles complets avant de tomber à 80% de leur capacité d'origine. Les packs LiFePO4 en service stationnaire et motrice sont notés en milliers - les fiches techniques de stockage de la gamme de ce fabricant indiquent 6,000 cycles ou plus à 80% de profondeur de décharge. Pour une batterie qui cycle quotidiennement, c'est la différence entre remplacer le parc en année trois et le planifier en année douze.
La sécurité est le deuxième écart. Les cathodes riches en cobalt et en nickel peuvent libérer de l'oxygène lorsqu'elles se dégradent sous contrainte, alimentant l'emballement thermique ; la liaison phosphore-oxygène solide de la cathode phosphate de fer retient son oxygène bien plus obstinément, de sorte que le LiFePO4 tolère la surcharge, la chaleur et les contraintes mécaniques avec une marge bien plus large. La densité énergétique est le domaine où les chimies au nickel gagnent honnêtement : par kilogramme et par litre, elles stockent plus, ce qui explique pourquoi l'aviation, les téléphones et les véhicules électriques à longue autonomie acceptent leurs compromis. Le coût suit les matériaux : le fer et le phosphate sont bon marché et abondants ; le nickel et le cobalt ne le sont ni l'un ni l'autre.
