Pourquoi les batteries LFP se généralisent dans les voitures électriques ?

Avec l’augmentation de la popularité des voitures électriques, de plus en plus de constructeurs automobiles cherchent à améliorer les performances de leurs batteries. Parmi les technologies les plus récentes, on trouve les batteries LFP (lithium fer phosphate). Celles-ci sont très répandues dans les voitures électriques chinoises, mais aussi chez Tesla. Ford et Stellantis souhaitent aussi en utiliser rapidement.

Mais en quoi sont-elles différentes des batteries lithium-ion classiques ? C’est ce que nous allons tenter de vous expliquer.

Une montée en force des batteries LFP, due à leurs points forts

Les batteries LFP ont été introduites il y a quelques années et sont rapidement devenues une alternative populaire aux batteries lithium-ion plus traditionnelles. Les batteries LFP sont souvent choisies pour leurs coûts inférieurs, leur sécurité accrue et leur longue durée de vie. Elles sont également considérées comme plus respectueuses de l’environnement que les batteries lithium-ion, car elles ne contiennent pas de cobalt, qui est souvent extrait dans des conditions de travail difficiles et décriées.

Lors de son bilan en avril 2022, Elon Musk avait annoncé que la moitié des Tesla était produite avec des batteries LFP. C’est le cas par exemple de la Tesla Model 3 standard range produite dans l’usine historique de Freemont, avec des batteries LFP fournies par CATL.

La principale différence entre les batteries LFP et les batteries lithium-ion réside dans la composition de leurs électrodes. Les batteries LFP sont équipées d’une anode en graphite et d’une cathode en lithium fer phosphate, tandis que les batteries lithium-ion sont équipées d’une anode en graphite et d’une cathode en oxyde de cobalt, de nickel et de manganèse. Cette différence de composition des électrodes donne aux batteries LFP des avantages uniques.

La première différence notable est la sécurité accrue des batteries LFP. Les batteries LFP ont une structure plus stable que les batteries lithium-ion et sont donc moins susceptibles de subir des dommages lors de la charge ou de la décharge. Les batteries LFP sont également moins susceptibles de subir des changements chimiques dangereux lorsqu’elles sont exposées à des températures élevées, ce qui réduit les risques d’incendie ou d’explosion.

Un autre avantage des batteries LFP est leur longue durée de vie. Les batteries LFP peuvent durer jusqu’à 10 ans ou plus, ce qui en fait un choix idéal pour les propriétaires de voitures électriques qui ne veulent pas avoir à remplacer leur batterie trop souvent. Les batteries lithium-ion, en revanche, ont une durée de vie plus courte, généralement de 5 à 8 ans, bien qu’il y ait eu des améliorations dans les nouvelles générations.

Les batteries LFP sont également moins coûteuses à produire que les batteries lithium-ion, car elles ne contiennent pas de cobalt, qui est cher et rare. Elles sont également plus légères que les batteries lithium-ion, ce qui peut améliorer l’efficacité énergétique de la voiture électrique.

De nombreuses Tesla Model Y sont équipées en batteries LFP

Les inconvénients des batteries LFP

Mais tout ces avantages s’accompagnent inévitablement d’autres inconvénients.

Premier point faible, les batteries LFP ont une densité d’énergie plus faible que les batteries lithium-ion. Cela signifie qu’elles peuvent stocker moins d’énergie par unité de poids ou de volume, ce qui réduit leur autonomie. La conséquence directe est que les voitures électriques équipées de batteries LFP ont souvent une autonomie moins élevée que les voitures équipées de batteries lithium-ion.

La densité d’énergie plus faible des batteries LFP peut également limiter la capacité de charge rapide des voitures électriques équipées de ces batteries. En général, les batteries LFP peuvent prendre plus de temps à se recharger que les batteries lithium-ion. Cela peut être un inconvénient pour les propriétaires de voitures électriques qui souhaitent une recharge rapide lorsqu’ils sont en déplacement.

Un autre inconvénient des batteries LFP est leur faible efficacité de charge. Les batteries LFP ont souvent une efficacité de charge inférieure à celle des batteries lithium-ion, ce qui signifie qu’elles peuvent perdre plus d’énergie lors de la charge et de la décharge. Cela peut entraîner une perte d’autonomie plus importante avec le temps, ce qui peut nécessiter une recharge plus fréquente.

Plus étonnant, les batteries LFP peuvent avoir une durée de vie plus courte que les batteries lithium-ion. Bien que les batteries LFP soient souvent considérées comme ayant une durée de vie plus longue que les batteries lithium-ion, leur durée de vie peut également être réduite par des cycles de charge et de décharge fréquents, une utilisation intensive ou des températures extrêmes. Les propriétaires de voitures électriques équipées de batteries LFP peuvent donc devoir remplacer leur batterie plus rapidement que prévu.