Test d'un accu LiFePO4 (Lithium - Fer - Phosphate) de Tracer 12V 7Ah.
La description technique des accus LFP se trouve ici.
Autres dénominations: LFP et Lithium - Iron - Phosphate.
L'accu que j'ai acheté est de la marque Tracer, une marque assez connue qui fabrique des accus haut de gamme. C'est tout autre chose qu'un sale accu à l'acide plomb: emballage solide, boitier texturé, vendu avec chargeur.
La batterie utilise une connection non standardisée et il faut un adapteur pour alimenter les appareils. Un adapteur vers douille 12V voiture est fourni d'origine, mais un adapteur différent (par exemple avec sortie avec des fils nus) coute très cher, 16€ plus du dixième du prix de l'accu avec chargeur...)
Cet accu peut par exemple être utilisé pour des appareils mobiles (flashes de studio) fonctionnant sous 12V, mais une autre application est par exemple une réserve d'énergie pour recharger un smartphone ou un autre appareil du genre.
J'ai acheté un accu au format 90 × 145 × 65mm (correspond environ au format d'une batterie acide-plomb standard comme celles fabriquées par Yuasa). La capacité annoncée est la même, notament 7Ah, mais le poids de l'accu est 1/3 de la batterie au plomb.
Les spécifications sont de 1400 cycles (décharge à 100% de la capacité jusqu'à 10V: DoD (depth of discharge) = 100%, recharge et décharge à 0.2C, capacité restante < 60%). Une batterie acide-plomb ne tiendrait qu'une centaine de cycles tout au mieux (et probablement pas plus de 10). L'auto-décharge est limitée et la capacité restante au bout de 28 jours est de 90% (température de 25°C). Le courant de décharge est limité à 10A (continu) et 30A (en pointe).
Le fait que le courant maximal est limité à 10A en continu signifie que ces accus ne peuvent pas être utilisés dans des alimentations de secours (UPS) qui tirent 20A ou plus pendant une dixaine de minutes. Par contre l'accu peut être utilisé dans des alimentations de secours (éclairage, alarme) si le courant demandé est inférieur à 10A.
Le pack est équipé d'un circuit d'égalisation de charge, mais également d'un circuit de protection qui limite le courant en décharge et qui coupe l'accu quand la tension est hors des normes (inférieur à 10.5V et supérieur à 14.5V).
L'accu est fourni avec un chargeur, par exemple si on utilise l'accu non pas dans une alimentation de secours (qui recharge l'accu) mais dans une voiture téléguidée ou un drone. La recharge est classique: courant constant (4A) et puis tension constante (13.70V). Le chargeur peut également être utilisé pour charger les batteries au plomb, mais la tension en fin de charge est un peu plus basse.
Comme avec tous les accus au lithium, la recharge est logaritmique: charge à 50% en 1 h, 75% en 2h, 90% en 3h et pratiquement 100% en 4 heures. La charge est stoppée au bout d'un peu plus de 5 heures quand l'accu était totalement déchargé. Pendant pratiquement toute la recharge, la tension est de 13.5V (un signe que le rendement coulombique de l'accu est très bon).
L'accu est vendu dans une boite avec le chargeur (voir photo ci-dessus), un adaptateur pour allume-cigare et un sac solide pour transporter l'accu. On trouve également un mode d'emploi très détaillé avec de nombreux conseils de sécurité. Ces conseils sont d'application pour les accus lithium LCO (les plus courants, ceux qui peuvent exploser), ils sont moins valables pour les accus lithium-fer-phosphate qui sont plus sürs. De plus le BMS (battery management system) intégré au pack protège l'accu aussi bien d'une trop forte charge que d'une trop forte décharge.
Par exemple il est recommandé de recharger l'accu directement après la décharge. Cela n'est important que si l'accu a été complètement déchargé, pour éviter que la tension de l'accu ne devienne trop basse. Il ne faut pas prendre de mesures particulières si l'accu est maintenu à une charge moyenne.
Le test avec un courant de décharge de 2A donne une capacité de 6.67Ah (accu neuf). C'est une valeur correcte, puisque le courant de décharge est plus important que le courant de 0.7A qui est normalement la référence. Avec un courant de décharge de 0.5A, la capacité est de 7.1Ah. L'énergie enmagasinée dépend également du courant de décharge. Elle est de 90Wh pour un courant de décharge de 0.5A.
Le chargeur livré avec l'accu ne charge que jusqu'à 13.70V, mais il est possible de charger l'accu directement via le connecteur. Le circuit de protection intégré au pack coupe ici la charge à 14.50V: il n'y a donc aucun risque de surcharger l'accu en utilisant un chargeur inadapté. Une charge un peu moins poussée limite la capacité disponible mais augmente fortement la durée de vie de l'accu.
Quand on analyse la courbe de décharge, on remarque une courbe très plate située à environ 13.0V pendant la plus grande partie de la décharge, un indicateur du haut rendement de l'accu. Il en va de même pendant la recharge, ici la tension est d'environ 13.5V pendant pratiquement toute la recharge.
Le rendement coulombique est également excellent. Il faut charger l'accu avec 7.5Ah pour pouvoir utiliser 7.1Ah.
Graphique:
Test avec deux accus neufs.
La tension reste pratiquement constante à 12.5V (courant de 2A) ou 13.0V (courant de 0.5A) pendant toute la durée de la décharge, pour ensuite rapidement tomber en dessous de la valeur limite.
La courbe de décharge est indiquée simultanément avec la courbe de décharge d'un accu plomb-acide gélifié. Comme la tension en décharge de l'accu au lithium-fer-phosphate est plus élevée que celle d'un accu plomb-acide, l'énergie disponible est également plus importante: 90Wh au lieu de 80Wh.
La tension des accus LiPo étant différente, il faut un autre type de chargeur que pour les accus LFP (un chargeur est cependant fourni avec la batterie).
Il vaut mieux n'utiliser qu'un seul type d'accu: par exemple des accus LiPo pour des applications occasionnelles (si un effectue un cycle complet par semaine, l'accu tient malgré tout le coup pendant 6 ans, mais avec une réduction de la capacité à 60%). Mais attention, les accus LiPo s'usent même quand on ne les emploie pas et leur durée de vie est limitée (environ 5 ans, mais cela dépend de la température ambiante). Les accus au phosphate tiennent 5 fois plus longtemps, ou si on ne les garde que 5 ans il y a une chute de capacité moindre.
Ce qu'on remarque quand on regarde les chiffres de la décharge à droite, c'est le plateau pratiquement horizontal pendant toute la décharge. Voici la tension moyenne, affichée heure par heure:
| 1 13.27 | 2 13.23 | 3 13.16 | 4 13.13 | 5 13.12 | 6 13.12 | 7 13.11 | 8 13.06 | 9 12.98 | 10 12.89 | 11 12.76 | 12 12.60 | 13 11.10 |
-