Stockage d’Énergie Domestique
Les dispositifs de stockage d’énergie domestique permettent de stocker localement de l’énergie (électricité) pour une consommation ultérieure. Ces produits, aussi connus sous le nom de « Système de Stockage d’Énergie par Batterie » (BESS), sont essentiellement des batteries rechargeables. Basés typiquement sur la technologie lithium-ion ou plomb-acide, ils sont contrôlés par un ordinateur équipé d’un logiciel intelligent pour gérer les cycles de charge et de décharge.
Croissance du Marché des Batteries au Lithium
Les batteries au lithium représentent la plus grande croissance sur le marché parmi toutes les batteries, ayant réussi à supplanter les systèmes concurrents. Le LiFePO4 est l’un des matériaux de cathode les plus récents introduits. En 2017, le LiFePO4 était envisagé pour la production à grande échelle de batteries lithium-ion, telles que les applications BESS, grâce à son coût faible, sa sécurité excellente et sa haute durabilité de cycle.
La Batterie Lithium-Ion
La batterie lithium-ion, ou batterie Li-ion, est une batterie rechargeable où les ions lithium se déplacent de l’anode à travers un électrolyte vers la cathode lors de la décharge, et inversement lors de la charge. La cathode est composée d’un matériau composite (un composé de lithium intercalé) et définit le nom de la cellule de batterie Li-ion. L’anode est généralement en graphite lithié poreux. L’électrolyte peut être liquide, polymère ou solide. Le séparateur est poreux pour permettre le transport des ions lithium et éviter les courts-circuits et la surchauffe.
Types de Batteries Lithium-Ion pour BESS
Il existe plusieurs types de batteries Li-ion, chacun ayant des caractéristiques de chimie, performance, coût et sécurité variées. Parmi les plus courants, on trouve :
- Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2) : Communément utilisé dans les téléphones mobiles, tablettes, ordinateurs portables et appareils photo.
- Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) : Employé dans les outils électriques, dispositifs médicaux et groupes motopropulseurs.
- Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (LiNiMnCoO2) – NMC : Utilisé pour les outils électriques, vélos électriques et autres moteurs électriques.
- Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) – LFP : Proposant une densité d’énergie inférieure mais une grande durabilité, utilisé dans les véhicules, applications stationnaires à grande échelle et pour les systèmes de secours.
- Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (LiNiCoAlO2) – NCA : Apparu en 1999, il offre une haute énergie spécifique, une longue durée de vie et une bonne puissance spécifique.
Les batteries lithium-ion, contrairement aux batteries conventionnelles, ne souffrent pas de l’effet mémoire et atteignent une efficacité élevée jusqu’à 95%. Cependant, leur durée de vie est limitée, généralement définie par le nombre de cycles de charge-décharge complets jusqu’à atteindre un seuil d’échec en termes de perte de capacité ou d’augmentation de l’impédance. Après 500 cycles, la capacité des batteries lithium-ion commence à diminuer, réduisant leur capacité à environ 50% après 1200 à 1500 cycles.
