BATTERIE ET RECHARGE (VE)  

TOUS LES AUTRES THÈMES ...  

0 commentaire(s)

Densité énergétique par type/chimie de batterie lithium-ion

Les batteries lithium sont au cœur de la révolution des énergies renouvelables et des véhicules électriques. Elles se distinguent par leur densité énergétique, qui est une mesure clé de leur performance. La densité énergétique se décline en deux formes principales : la densité massique (Wh/kg) et la densité volumique (Wh/m³). La densité massique indique l'énergie stockée par unité de masse, tandis que la densité volumique mesure l'énergie stockée par unité de volume.

De quelle densité parle-t-on ?

La mesure en Wh/kg prend en compte l'énergie totale stockée par kilogramme de la cellule de batterie entière. Cela inclut la chimie interne (électrodes, électrolyte) ainsi que le packaging immédiat de la cellule, c'est-à-dire l'enveloppe qui contient les matériaux actifs. La densité énergétique en Wh/kg ne prend généralement pas en compte l'ensemble du pack de batterie qui inclut des éléments supplémentaires comme le boîtier de protection, les systèmes de gestion thermique (refroidissement ou chauffage), les circuits de contrôle et de sécurité, les supports structurels, et les connexions électriques entre les cellules.

Attention, les densités exposées peuvent varier de 10 à 30% pour certaines des chimies, ce qui est le cas par exemple avec les différentes normes qui induisent des concentrations différentes au niveau des métaux (ex : NMC111, NMC622 etc.).

Attention, ce graphique ne prend pas en compte les nouvelles batteries solides.

Intégrons maintenant les batteries semi-solides et solides

Distinction entre densité massique et densité volumique

• Densité Massique (Wh/kg) : Indique la quantité d'énergie stockée par kilogramme de batterie. Une densité massique élevée est essentielle pour des applications où le poids est un facteur critique, comme les véhicules électriques et les appareils portables.
• Densité Volumique (Wh/m³) : Mesure l'énergie stockée par unité de volume. Une densité volumique élevée est importante pour des applications où l'espace est limité, comme les systèmes de stockage d'énergie stationnaires et les dispositifs électroniques compacts.

Batterie au Plomb-Acide (Lead Acid)

• Densité énergétique massique : 40 Wh/kg
• Composition chimique : Plomb (Pb), dioxyde de plomb (PbO2), acide sulfurique (H2SO4)
• Utilisation : Principalement dans les applications où le poids n'est pas un facteur critique, comme les systèmes de stockage d'énergie stationnaires.

Nickel-Cadmium (NiCd)

• Densité énergétique massique : 60 Wh/kg
• Composition chimique : Nickel (Ni), cadmium (Cd)
• Utilisation : Applications industrielles et équipements de secours en raison de leur robustesse et de leur longue durée de vie.

Nickel-Métal Hydrure (NiMH)

• Densité énergétique massique : 90 Wh/kg
• Composition chimique : Nickel (Ni), hydrogène (H) sous forme d'hydrures métalliques
• Utilisation : Hybrides légers et certains appareils électroniques.

Lithium-Titanate (LTO)

• Densité énergétique massique : 80 Wh/kg
• Composition chimique : Lithium (Li), titane (Ti), oxygène (O)
• Utilisation : Applications nécessitant une charge rapide et une longue durée de vie, telles que les bus électriques et les systèmes de stockage d'énergie.

Lithium Fer Phosphate (LFP)

• Densité énergétique massique : 120 Wh/kg
• Composition chimique : Lithium (Li), fer (Fe), phosphate (PO4)
• Utilisation : Véhicules électriques, systèmes de stockage d'énergie stationnaires, en raison de leur sécurité et de leur longévité.

Lithium-Manganèse Oxyde (LMO)

• Densité énergétique massique : 140 Wh/kg
• Composition chimique : Lithium (Li), manganèse (Mn), oxygène (O)
• Utilisation : Véhicules électriques et appareils portables en raison de leur coût relativement bas et de leur sécurité.

Lithium sodium-ion (Li-Na)

• Densité énergétique massique : 150 Wh/kg
• Composition chimique : Sodium (Na), oxyde de métal (variés selon les configurations)
• Utilisation : Alternatives potentielles aux batteries lithium pour des applications où le coût et la disponibilité des matériaux sont critiques.

Nickel-Manganèse-Cobalt (NMC)

• Densité énergétique massique : 200 Wh/kg avec des différences selon la norme : 111, 622 ou encore 811 pour ne citer qu'elles
• Composition chimique : Lithium (Li), nickel (Ni), manganèse (Mn), cobalt (Co)
• Utilisation : Véhicules électriques et systèmes de stockage d'énergie pour leur balance entre coût, sécurité et densité énergétique.

Lithium Cobalt Oxyde (LCO)

• Densité énergétique massique : 200 Wh/kg
• Composition chimique : Lithium (Li), cobalt (Co), oxygène (O)
• Utilisation : Appareils électroniques portables comme les smartphones et les ordinateurs portables en raison de leur haute densité énergétique.

Nickel-Cobalt-Aluminium (NCA)

• Densité énergétique massique : 250 Wh/kg
• Composition chimique : Lithium (Li), nickel (Ni), cobalt (Co), aluminium (Al)
• Utilisation : Véhicules électriques haut de gamme et applications nécessitant une densité énergétique très élevée.

batteries solides (Solid-State)

• Densité énergétique massique : 750 Wh/kg
• Composition chimique : Variée, souvent impliquant des électrolytes solides et des matériaux d'anode/cathode métalliques.
• Utilisation : Prototypes et applications futures en raison de leur densité énergétique extrêmement élevée et de leur sécurité améliorée.

Cette batterie atteint déjà 500 Wh/kg. C'est ici une semi-solide à matière condensée

Ces articles pourraient vous intéresser :

• Fonctionnement des batteries lithium-ion

Ecrire un commentaire

Les derniers commentaires DU SITE

Ecrire un commentaire

Ce site est le vôtre ! Interrogation, complément d'information, conseil, anecdote etc... Toutes vos remarques sont les bienvenues.

Pseudonyme :

Mail * (non obligatoire) :

Votre commentaire :

Valider mon commentaire

* Soyez au courant des réactions sur votre commentaire. Il n'est pas obligatoire et restera confidentiel si vous l'indiquez.

Sondage au hasard :