Il était une fois, il n'y a pas si longtemps, les batteries LFP (LiFePO4) étaient très populaires, y compris pour les véhicules électriques. La plupart des batteries LFP ont été produites par des fabricants chinois de cellules de batterie tels que Thunder Sky Winston Energy, mais c'est une société nord-américaine qui a rendu cette technologie de batterie célèbre.
A123 Systems était le fabricant de cellules de batterie qui a apporté de grandes améliorations à la technologie de batterie LFP - à une époque où les entreprises chinoises ne faisaient que copier des choses sans les améliorer.
Ce fabricant de cellules de batterie a pu augmenter la densité d'énergie, tout en augmentant la densité d'énergie de puissance et la durée de vie des cellules. Je dis toujours que le développement de batteries nécessite des compromis, mais A123 Systems a réussi à améliorer la technologie LFP de toutes les manières.
Malheureusement, la technologie des batteries A123 Systems n'est jamais devenue courante. Lorsque l'entreprise préparait la production de masse, elle était aux prises avec des problèmes de contrôle de la qualité et, très tôt, GM l'a remplacée par LG Chem en tant que fournisseur de cellules de batterie. Ensuite, la société a déclaré faillite et a été rachetée par le fabricant chinois de pièces automobiles Wanxiang Group.
Cela signifie que pendant longtemps, les développements LFP se sont arrêtés, tandis que les chimies NCA et NCM ont continué à s'améliorer. Voyons quelques différences entre les chimies cathodiques courantes.
Ferrophosphate de lithium ( LFP )
Lithium Nickel Cobalt Aluminium ( NCA )
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 333 ou 111)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 523)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 622)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 811)
Comme vous pouvez le constater, la LFP semble presque parfaite pour toutes les applications, mais avec une faible densité d'énergie, elle ne convient pas aux voitures électriques.
Heureusement, depuis un certain temps déjà, le gouvernement chinois détermine le montant des subventions pour les véhicules électriques en fonction de l'autonomie et de la densité énergétique des batteries. Les exigences pour les voitures particulières électriques sont plus exigeantes que pour les bus électriques.
Cela a poussé la plupart des fabricants de cellules de batterie à remplacer complètement le LFP par des cathodes NCM dans les batteries pour voitures particulières électriques, mais quelques-uns ont décidé d'améliorer le LFP. Ce fut le cas de BYD, qui a introduit du manganèse dans la cathode et a réussi à augmenter la densité d'énergie à 165 Wh/kg. Cependant, ce chiffre n'est toujours pas suffisant pour obtenir la subvention maximale, d'autres améliorations doivent être apportées.
Phosphate ferro-manganèse de lithium ( LFMP )
ETC est un autre fabricant chinois de cellules de batterie qui améliore avec succès la densité énergétique de cette technologie de batterie.
BYD et ETC partagent le même objectif d'atteindre 200 Wh/kg dans les batteries avec une cathode LFMP et une anode silicium/carbone, lorsque cela se produira, nous obtiendrons enfin des batteries sans cobalt avec une densité d'énergie décente, qui sont extrêmement sûres, durables et bon marché .
Planification des cellules de la feuille de route ETC
Comparons la future cellule de batterie LFMP fabriquée par ETC aux cellules de batterie prismatiques Samsung SDI utilisées dans la BMW i3.
Future cellule de batterie LFMP par ETC
Cellule de batterie Samsung SDI 94 Ah
Cellule de batterie Samsung SDI 120 Ah
Les spécifications des futures cellules de batterie LFMP d'ETC semblent adaptées aux voitures électriques. Ils sont très similaires aux cellules Samsung SDI prismatiques NCM, avec l'avantage de ne pas nécessiter de cobalt.
Voyons plus en détail la feuille de route d'ETC.
Feuille de route ETC
Pour l'instant, ignorez simplement ces intéressantes cellules de batterie NCM d'ETC, en particulier celles au format PHEV2. Les cellules LFMP d'ETC que nous souhaitons devraient être disponibles au cours du deuxième ou du troisième trimestre 2020. Par conséquent, il nous reste environ un an avant de voir si ETC a atteint ses objectifs et si ses entreprises clientes peuvent enfin utiliser les cellules de batterie LFP/LFMP. non seulement dans les bus électriques, mais aussi dans les voitures électriques.
Clients ETC
Une bonne chose à propos des fabricants chinois de cellules de batterie est que tôt ou tard, leurs cellules seront disponibles sur AliExpress pour les acheteurs privés. Les acheteurs professionnels obtiennent les cellules en premier, mais par exemple, les acheteurs privés comme vous et moi peuvent déjà acheter les cellules de deuxième génération pour environ 190 euros par kWh.
En résumé…
Dans cet article, j'ai essayé de montrer pourquoi je pense que lorsque le LFMP atteint une densité d'énergie de 200 Wh/kg, cela pourrait être une bonne technologie de batterie sans cobalt pour de nombreuses applications, y compris les voitures électriques. Je suis curieux de savoir quel fabricant de cellules de batterie atteindra l'objectif en premier. BYD a plus de ressources qu'ETC, donc il a un avantage.
Cependant, alors que les développements LFP / LFMP semblent prometteurs et seront probablement suffisants pour que la technologie regagne l'espace perdu dans les batteries EV, NCA et NCM sont toujours les chimies les plus denses en énergie et continueront d'évoluer jusqu'à ce que nous obtenions un mélange des deux chimies. appelé NCMA.
Les cathodes NCMA tirent le meilleur parti des chimies NCM et NCA modernes, elles constituent une véritable avancée et une exception à la règle selon laquelle les développements de la technologie des batteries nécessitent presque toujours des compromis. Vous pouvez vous faire une idée avec le tableau ci-dessous.
Performances de différentes cathodes de cellules de batterie avancées
Je ne peux pas promettre de date, mais j'écrirai un article exclusivement sur les cathodes NCMA, leurs avantages et pourquoi je pense qu'elles seront le dernier clou dans le cercueil des voitures ICE (Internal Combustion Engine). De bonnes choses arrivent.
