01 – Le phosphate de fer et de lithium montre une tendance à la hausse

Les batteries au lithium présentent les avantages suivants : petite taille, légèreté, charge rapide et durabilité. On peut citer les batteries de téléphones portables et les batteries automobiles. Parmi elles, les batteries lithium-fer-phosphate et les batteries à matériaux ternaires constituent actuellement les deux principales catégories de batteries au lithium.

Pour répondre aux exigences de sécurité des voitures particulières et des véhicules spéciaux, les batteries lithium-fer-phosphate, moins coûteuses, à la technologie relativement plus aboutie et sûre, sont de plus en plus utilisées. Les batteries lithium-fer-phosphate ternaire, à énergie massique plus élevée, sont largement utilisées dans les voitures particulières. De nouvelles annonces indiquent que la part des batteries lithium-fer-phosphate dans les véhicules particuliers est passée de moins de 20 % à environ 30 %.

Le lithium fer phosphate (LiFePO4) est l'un des matériaux de cathode les plus couramment utilisés pour les batteries lithium-ion. Il présente une bonne stabilité thermique, une faible absorption d'humidité et d'excellentes performances en cycle de charge et de décharge à pleine charge. Il est au cœur des recherches, de la production et du développement dans le domaine des batteries lithium-ion de puissance et de stockage d'énergie. Cependant, en raison des limites de sa structure, la batterie lithium-ion dont le matériau positif est le lithium fer phosphate présente une faible conductivité, une faible vitesse de diffusion des ions lithium et de faibles performances de décharge à basse température. Ceci explique le faible kilométrage des premiers véhicules équipés de batteries lithium-ion fer phosphate, notamment à basse température.

Afin de percer dans le domaine de l'endurance, notamment après que la politique de subvention des véhicules à énergies nouvelles a imposé des exigences plus strictes en matière d'endurance, de densité énergétique et de consommation énergétique, entre autres aspects, malgré la prédominance des batteries lithium-fer-phosphate sur le marché, les batteries lithium-ternaire à plus forte densité énergétique se sont progressivement imposées sur le marché des véhicules de tourisme à énergies nouvelles. Les dernières annonces montrent que, malgré une reprise de la part des batteries lithium-fer-phosphate dans les véhicules de tourisme, la part des batteries lithium-ternaire reste d'environ 70 %.

02 – la sécurité est le plus grand avantage

Le nickel-cobalt-aluminium ou le nickel-cobalt-manganèse sont généralement utilisés comme matériaux d'anode pour les batteries ternaires au lithium. Cependant, leur forte activité entraîne non seulement une densité énergétique élevée, mais aussi des risques de sécurité importants. Des statistiques incomplètes montrent qu'en 2019, le nombre d'accidents d'auto-inflammation de véhicules à énergies nouvelles a été multiplié par 14 par rapport à 2018, et des marques telles que Tesla, Weilai, BAIC et Weima ont été à l'origine de nombreux accidents d'auto-inflammation.

L'accident montre que l'incendie se produit principalement pendant ou juste après la charge, car la batterie chauffe lors d'un fonctionnement prolongé. Lorsque la température d'une batterie au lithium ternaire dépasse 200 °C, le matériau positif se décompose facilement et la réaction d'oxydation entraîne un emballement thermique rapide et une combustion violente. La structure olivine du phosphate de fer et de lithium assure une stabilité thermique élevée, sa température d'emballement atteignant 800 °C et une faible production de gaz, ce qui le rend relativement plus sûr. C'est également la raison pour laquelle, pour des raisons de sécurité, les bus à énergie nouvelle utilisent généralement des batteries au phosphate de fer et de lithium, tandis que les bus à énergie nouvelle utilisant des batteries au lithium ternaire ne peuvent temporairement pas être inclus dans le catalogue des véhicules à énergie nouvelle pour la promotion et l'application.

Récemment, deux véhicules électriques de Changan Auchan ont adopté une batterie lithium-fer-phosphate, ce qui les distingue des constructeurs automobiles traditionnels. Il s'agit d'un SUV et d'un monospace. Xiong Zewei, directeur général adjoint de l'Institut de recherche Chang'an Auchan, a déclaré au journaliste : « Cela marque l'entrée officielle d'Auchan dans l'ère de l'énergie électrique après deux ans d'efforts. »

Quant à l'utilisation de batteries lithium-fer-phosphate, Xiong a expliqué que la sécurité des véhicules à énergies nouvelles a toujours été une préoccupation majeure des utilisateurs et des entreprises. C'est pourquoi la batterie lithium-fer-phosphate embarquée dans ce nouveau véhicule a passé avec succès les tests de résistance à la chaleur (plus de 1 300 °C), à la température de repos (-20 °C), à une solution saline à 3,5 % et à une pression externe de 11 kN, entre autres. Elle a ainsi obtenu les quatre certifications de sécurité suivantes : résistance à la chaleur, résistance au froid, résistance à l'eau et résistance aux chocs.

Selon les rapports, le Changan Auchan x7ev est équipé d'un moteur synchrone à aimant permanent d'une puissance maximale de 150 kW, offrant une autonomie de plus de 405 km et une batterie ultra-longue durée avec 3 000 cycles de charge. À température normale, il suffit d'une demi-heure pour parcourir plus de 300 km. « Grâce au système de récupération d'énergie au freinage, l'autonomie du véhicule peut atteindre environ 420 km en conditions urbaines », a ajouté Xiong.

Selon le plan de développement de l'industrie des véhicules à énergies nouvelles (2021-2035) (projet soumis à commentaires) publié par le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, les ventes de véhicules à énergies nouvelles représenteront environ 25 % d'ici 2025. On constate que la part de ces véhicules continuera de croître à l'avenir. Dans ce contexte, notamment Chang'an Automobile, les constructeurs automobiles indépendants traditionnels accélèrent la construction du marché des véhicules à énergies nouvelles.