Les variantes LFP : LMFP / LFPx
Plan de l'article :
Les batteries LFP (Lithium-Fer-Phosphate) dominent aujourd’hui le marché des véhicules électriques grâce à leur longévité, sécurité et faible coût de production. Toutefois, leur densité énergétique moyenne reste un inconvénient, tout comme leur inertie thermique un peu plus importante qui rend plus difficile le refroidissement et le préconditionnement.
C’est dans ce contexte qu’émerge la chimie LMFP (Lithium-Manganèse-Fer-Phosphate), une évolution mineure de la chimie LFP quipermet d’augmenter la densité énergétique et la puissance délivrée, sans compromettre la sécurité avantageuses des LFP.
Le nom LFPx est avant tout utilisé chez tesla pour désigner les batteries LMFP.
Les atouts de la chimie LMFP
L’intérêt principal du LMFP réside dans son gain de densité énergétique. Alors que les batteries LFP classiques atteignent généralement entre 160 Wh/kg, les versions LMFP parviennent à atteindre les 190 à 200 Wh/kg (et même 240 Wh/kg en laboratoire). Ce gain, estimé entre 15 et 25%, permet d’accroître l’autonomie pour se rapprocher un peu plus des NMC.
Au-delà de l’augmentation de la densité énergétique, la présence de manganèse améliore la conductivité ionique, ce qui accroit la puissance délivrée. Les véhicules équipés de batteries LMFP permettent de meilleures accélérations (plus grande puissance délivrée au moteur en un temps imparti) et permet des puissances de charge plus importantes. On passe de 3.2 à 4.1V par cellule. En conservant les atouts fondamentaux du LFP, le LMFP demeure une solution plus sûre que les batteries NMC, qui sont plus sujettes à des risques d’emballement thermique. Contrairement aux chimies à base de nickel et de cobalt, le LMFP n’intègre aucun de ces matériaux, réduisant ainsi la dépendance aux métaux rares et diminuant les coûts de production.
A lire : les différentes chimies de batteries lithium
Les limites du LMFP
Malgré ces avancées, la technologie LMFP présente quelques inconvénients. L’une des principales limites concerne la stabilité thermique, qui reste légèrement inférieure à celle du LFP classique. Bien que cette chimie demeure bien plus sûre que le NMC, elle peut nécessiter un système de gestion thermique plus performant pour éviter une surchauffe dans certaines conditions extrêmes.
La conductivité intrinsèque des cathodes LMFP est également inférieure à celle des LFP, ce qui peut impacter la vitesse de charge bien que le voltage supérieur compense en partie. Certains fabricants travaillent sur l’ajout de carbone conducteur pour pallier ce problème et améliorer les performances de recharge.
Pour résumer la vitesse de charge des LMFP:
- Les LMFP ont une conductivité intrinsèque plus faible que les LFP, ce peut freiner la vitesse de charge et de décharge.
- Les LMFP ont une tension plus élevée (4,1V vs. 3,2V pour LFP) ce qui améliore l’efficacité énergétique et compense en partie la conductivité plus faible.
- Les LMFP récentes intègrent des additifs conducteurs (carbone, graphène, nanotubes) pour améliorer leur vitesse de charge, ce qui réduit la résistance interne et facilite le passage du courant.
Enfin, bien que le manganèse soit un matériau relativement bon marché, son intégration dans la cathode augmente légèrement le coût de production par rapport aux batteries LFP classiques.
Une adoption croissante dans l’industrie automobile
Le LMFP commence à intéresser de nombreux fabricants, notamment Tesla et la Chine, où les batteries LFP dominent le marché des véhicules électriques abordables. CATL et Gotion High-Tech figurent parmi les pionniers de cette technologie, avec des annonces prometteuses concernant des batteries capables d’atteindre jusqu’à 240 Wh/kg. BYD, qui exploite déjà largement le LFP avec sa Blade Battery, cherche également à utiliser cette chimie pour ses futurs modèles.
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