Les avantages d’une batterie lithium-ion vs batterie au plomb

 

Les batteries lithium-ion tiennent un rôle majeur dans la transition énergétique. Elles équipent les véhicules électriques, les mobilités douces et sont utilisées pour stocker les énergies renouvelables. En effet, les batteries lithium-ion ont fait progressivement leur place dans ces domaines et dans de nombreux secteurs d’activités industriels. Actuellement, les batteries lithium-ion alimentent la plupart des appareils portables et la quasi-totalité des véhicules électriques. Pourtant commercialisées, il y a plus de 30 ans, les batteries lithium-ion représentent l’un des moyens les plus performants pour le stockage d’énergie électrique. Un autre type d’accumulateur plus ancien encore présent sur le marché, mais étant au fur et à mesure remplacé par des batteries lithium-ion : les batteries au plomb. Elles ont été le premier accumulateur rechargeable, mais elles sont moins efficaces pour stocker l’énergie que la technologie lithium-ion. 

 

Un accumulateur classique 

La batterie au plomb a pour avantage de fournir un courant élevé, mais elle possède une faible densité énergétique. 

Elle est constituée d’une plaque de plomb, ainsi que d’une plaque de bioxyde de plomb plongées dans une solution d’acide sulfurique. La batterie au plomb, malgré son invention en 1859, continue de faire l’objet de recherches. Aujourd’hui, il n’existe pas un type de batterie au plomb, mais plusieurs dans l’objectif de répondre aux nombreuses spécificités des applications. Cette technologie est notamment employée pour le démarrage des véhicules et de la traction.

 

Le poids d’une batterie au plomb comparé à une batterie au lithium-ion

Une distinction majeure entre la batterie lithium-ion et la batterie au plomb, c’est la densité énergétique. Pour un poids égal, une batterie lithium-ion peut stocker bien plus d’énergie qu’une batterie au plomb. La technologie lithium-ion présente donc une densité énergétique importante pour un poids et un volume très faible.

Le lithium connaît cet engouement car c’est un métal très léger, il est en effet, l’élément solide le plus léger. Une batterie au lithium est 5 fois plus légère qu’une batterie au plomb.

 

Une vitesse de charge lente 

Les batteries au plomb font preuve d’un temps de charge long. Sur la fin du cycle, la charge doit être effectuée lentement afin de ne pas faire chauffer les éléments chimiques internes. De plus, elles doivent être chargées à 100% pour ne pas impacter la durée de vie de la batterie. A contrario, les batteries lithium-ion ont un taux d’auto-décharge très faible et offrent donc une excellente durée de vie. Les batteries lithium-ion peuvent être totalement déchargée sans se dégrader. On peut alors profiter de 100% de leur capacité.

Des cycles de charge incomplets provoquent une altération de la durée de vie de la batterie. Ce type de batterie n’est pas conçu pour subir des décharges profondes. La capacité utilisée d’une batterie au plomb se situe entre 30% et 50%. Après, un phénomène naturel de sulfatation peut apparaître. Il correspond au vieillissement de la batterie, les éléments qui composent la batterie (les anodes et cathodes) s’oxydent avec le temps et des sulfates s’accumulent sur les plaques de plomb diminuant ainsi les performances de la batterie. Les décharges profondes et les surchauffes de la batterie peuvent accentuer ce phénomène.

 

Une faible durée de vie

Les batteries au plomb ont une durée de vie très faible comparé aux batteries lithium-ion. Elles supportent entre 300 et 500 cycles, alors qu’une batterie lithium-ion peut être efficace jusqu’à 1200 cycles de charge et de décharge. Un cycle correspond à la charge complète et à la décharge d’une batterie. 

Une batterie au plomb doit être en moyenne remplacée tous les deux ans. Elles sont moins onéreuses que les batteries lithium-ion, mais leur durée de vie est limitée.

 

L’avenir de l’électrique 

Le futur des batteries lithium-ion se trouvera dans le marché du transport, notamment les véhicules électriques et également le stockage d’énergie produit par les parcs photovoltaïques ou éoliens.

Au vu de l’enjeu du stockage de l’énergie, la batterie lithium-ion fait encore l’objet de recherches à travers le monde. Ainsi, d’autres recherches sur des batteries nouvelle génération se sont intensifiées récemment : la batterie lithium-soufre et lithium-air.