Pourquoi le phosphate de fer et de lithium ?

La batterie au lithium-phosphate de fer (LiFePO4 ou LFP) est le type de batterie au lithium-fer le plus sûr. La tension nominale d’une cellule LFP est de 3,2 V (plomb-acide : 2 V/cellule). Une batterie LFP de 12,8 V se compose donc de 4 cellules connectées en série et une batterie de 25,6 V se compose de 8 cellules connectées en série.

Raisons pour lesquelles un système de gestion de batterie (BMS) est nécessaire :
1. Une batterie LFP est endommagée lorsque la tension appliquée à l’élément chute à une valeur inférieure à 2,5 V.
2. Une batterie LFP est endommagée lorsque la tension appliquée à la cellule atteint une valeur supérieure à 4,2 V. Les batteries plomb-acide peuvent également être endommagées si elles sont trop déchargées ou surchargées, mais cela ne se produit généralement pas immédiatement. Une batterie acide-plomb se remettra d’une décharge profonde, même si elle a été laissée à l’état déchargé pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines (en fonction du type et de la marque de la batterie).
3. Les cellules d’une batterie LFP n’effectuent pas d’égalisation automatique à la fin du cycle de charge. Les cellules d’une batterie ne sont jamais identiques à 100 %. C’est la raison pour laquelle certaines cellules sont complètement chargées ou déchargées plus tôt que d’autres lors du cyclage. Ces différences s’accentuent si les cellules ne sont pas équilibrées de temps en temps. Dans une batterie plomb-acide, un faible courant continue de circuler, même lorsqu’un ou plusieurs éléments sont complètement chargés (l’effet principal de ce courant est la décomposition de l’eau en eau et en oxygène). Ce courant permet de charger également les autres cellules dont l’état de charge est à la traîne et d’équilibrer ainsi l’état de charge de toutes les cellules. Cependant, le courant qui traverse une cellule LFP, lorsqu’elle est complètement chargée, est quasiment nul. Les cellules moins chargées ne sont pas complètement chargées pour cette raison. Avec le temps, la différence entre les différentes cellules peut devenir si extrême que, même si la tension totale de la batterie se situe dans les limites, certaines cellules sont détruites en raison d’une surtension ou d’une sous-tension.

Une batterie LFP doit donc être protégée par un BMS qui équilibre activement les différentes cellules et évite ainsi une sous-tension ou une surtension.