L’évolution technologique des véhicules électriques représente un sujet de grand intérêt ces années-ci, et pour cause. Non seulement les automobilistes qui ont fait ce choix sont de plus en plus nombreux, mais ils veulent aussi de plus en plus maximiser leur expérience en améliorant le rendement de leurs piles.
Jusqu’à ce jour, les piles que l’on retrouve en plus grand nombre sur le marché des véhicules électriques sont les piles lithium-ion. Or, avec les récents développements technologiques, on voit de plus en plus apparaître les piles LFP (lithium-fer-phosphate), qui sont populaires dans les voitures électriques chinoises notamment, mais également dans certains modèles Tesla, particulièrement dans la gamme standard du modèle 3. C’est sans compter que ces piles sont dans la ligne de mire des constructeurs Ford, Mercedez-Benz et Stellantis, qui aimeraient bien les utiliser dans un avenir rapproché.
En fait, depuis que ces piles ont fait leur apparition il y a quelques années, elles s’imposent graduellement, si bien qu’elles pourraient devenir rapidement une solution de rechange populaire aux piles lithium-ion. Il reste à savoir si ces piles LFP sont si différentes des piles conventionnelles. Voici ce qu’il en est.
Des avantages attrayants
Les piles LFP présentent d’abord un bel attrait en raison de leur faible coût, de leur sécurité accrue et de leur durée de vie prolongée.
Elles sont par ailleurs plus écologiques que celles au lithium-ion puisqu’elles ne contiennent pas de cobalt. Voilà un atout non négligeable si on considère que l’extraction du cobalt se fait non seulement dans des conditions de travail difficiles, mais souvent non éthiques.
Leur processus de fabrication interpelle aussi. On n’en est pas à la première solution de remplacement des piles lithium-ion, mais dans le cas de la pile LFP, le procédé diffère dans la composition même des électrodes.
C’est que les piles LFP possèdent une anode en graphite et une cathode en lithium fer phosphate, alors que les piles lithium-ion sont pourvues d’une anode en graphite et d’une cathode en oxyde de cobalt, de nickel et de manganèse. Cette différence confère aux piles LFP des avantages uniques, notamment une sécurité supérieure qui repose sur une structure plus stable que celle des piles lithium-ion.
Par conséquent, elles se trouvent moins susceptibles d’être endommagées lors de la recharge ou de la décharge.
Les piles LFP sont par ailleurs moins à risque de subir des modifications chimiques dangereuses lorsqu’elles se trouvent exposées à des températures élevées, atténuant ainsi les risques d’incendie ou d’explosion.
La longévité des piles LFP constitue un autre avantage considérable puisqu’elles peuvent durer jusqu’à 10 ans, et même plus. Voilà une belle incitation pour les propriétaires de voitures électriques qui ne souhaitent pas avoir à remplacer leur pile trop souvent. Elles se comparent ici avantageusement aux piles au lithium-ion conventionnelles, qui ont une durée de vie moyenne de cinq à huit ans, quoique les nouvelles générations se sont un peu améliorées en ce sens.
Autre avantage de taille, les piles LFP sont moins chères à produire que celles au lithium-ion, du fait encore une fois qu’elles ne contiennent pas de cobalt, une matière rare et coûteuse.
Enfin, les piles LFP sont plus légères que les piles lithium-ion, procurant aux véhicules une plus grande efficacité énergétique.
Rien n’est parfait
Les avantages sont nombreux, donc, mais les piles LFP comportent aussi leur lot de désavantages.
À ce chapitre, notons en premier lieu la densité énergétique des piles LFP, qui est inférieure à celle des piles lithium-ion. Autrement dit, elles emmagasinent moins d’énergie par unité de poids ou de volume. Les véhicules électriques équipés de piles LFP ont donc souvent moins d’autonomie que les véhicules munis des piles conventionnelles et leur capacité de recharge rapide s’en trouve diminuée. Généralement, la recharge de ces piles peut également être plus longue, ce qui désavantage le conducteur en mouvement.
Un autre inconvénient des piles LFP repose sur le fait qu’elles peuvent perdre plus d’énergie pendant le chargement et le déchargement, entraînant ainsi une perte d’autonomie accrue au fil du temps et un rechargement plus fréquent.
Finalement, même si les piles LFP ont une durée de vie plus longue que celles au lithium-ion, celle-ci peut être réduite par ces cycles de chargement et de déchargement fréquents, par un usage intensif ou des températures extrêmes. C’est dire qu’au bout du compte, les propriétaires de véhicules électriques équipés de piles LFP peuvent avoir besoin de remplacer leurs batteries plus rapidement que prévu.
Depuis le début de cette chronique, divers procédés expérimentaux ont été explorés sur ce sujet, notamment dans ces textes :
Lisez l’article « Une petite molécule aux grandes vertus » Lisez l’article « Quand les carapaces de crustacés viennent à la rescousse de l’énergie » Lisez l’article « Vous aimerez les algues marines, mais vous ne le savez pas encore… »Les procédés existent. Seul l’avenir nous dira toutefois lequel d’entre eux prendra sa place dans le cœur des constructeurs et des automobilistes.