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Un des types de batteries qu'on trouve de plus en plus dans le commerce sont les accus LiFePo4 (Lithium Fer Phosphate). Ces accus peuvent être utilisés commes les batteries acide-plomb, mais avec un poids trois fois moindre.

Il n'existe pas une seule technologie lithium-ion, mais plusieurs. Dans toutes ces batteries, l'ion lithium se déplace d'une électrode à l'autre, et les technologies diffèrent dans la construction des électrodes qui vont absorber (et stabiliser) le lithium.

Les accus au lithium ont tous besoin d'un circuit d'équilibrage de charge car contrairement aux accus à électrolyte acqueux il n'y a pas d'équilibrage automatique. Quand un accu au lithium est chargé (tout le lithium est déplacé sur une des électrodes), il n'y a plus d'ions disponibles pour permettre le passage du courant. Dans tous les battery packs, ce circuit d'équilibrage est intégré au pack. Les chargeurs spécifiques pour accus au lithium interrompent totalement la charge une fois que l'accu est chargé.

Les accus au lithium-fer-phosphate ont une tension différente des autres types d'accus (3.2V par élément). A première vue cela semble un inconvénient, sauf que 4 éléments en série produisent une tension de 12.8V, qui correspond fort à la tension d'une batterie au plomb. De plus, la recharge se fait selon le même processus: courant constant et puis tension constante (ici également de 14.4V). Il est donc tout naturel de tenter d'utiliser ces accus à la place de batteries acide-plomb avec 4 éléments au lieu de 6 et il ne faut pas remplacer l'alternateur. La batterie contient un circuit d'égalisation intégré, nécessaire pour tous les accus au lithium.

Remplacement des batteries de démarrage

Les accus lithium-fer-phosphate peuvent produire un courant très important (jusqu'à 100× la capacité, donc 1000A pour un accu de 10Ah): cet avantage est par exemple exploité pour les batteries de démarrage (batteries de motos, batteries marines, batteries utilisées dans les petits avions, etc). Ces batteries sont plus chères (il faut compter plus de 1000€ pour une batterie de voiture), on ne les trouve donc pas encore dans les voitures fabriquées en série.

On trouve de plus en plus d'accus au lithium en remplacement des batteries acide-plomb: poids 3× moindre, permet un cyclage plus important (aussi bien une décharge plus poussée qu'un nombre de cycles plus grand), durée de vie plus longue, meilleur rendement (pas d'effet de peukert).

Une batterie de 10Ah (destinée à une moto) peut faire démarrer une voiture. Par contre la capacité de la batterie est trop faible pour une utilisation normale, laisser les phares de la voiture allumés pendant 1 heure vide totalement la batterie. L'électronique embarquée (récepteur de télécommande, éclairage d'accompagnement,...) épuise la batterie en quelques semaines.

On retrouve ces batteries de plus en plus dans les applications marines où la fiabilité est primordiale. Ces batteries sont souvent sujettes à un cyclage important (fourniture d'électricité quand le groupe électrogène ne tourne pas).

Remplacement des batteries gélifiées

On trouve également ces accus en remplacement des batteries gélifiées (par exemple utilisées dans les alimentations de secours). Ces accus ont un circuit d'équilibrage de charge incorporé, mais souvent également un circuit de limitation de la décharge. En effet, ces accus ne résistent pas bien à une décharge trop poussée (tension d'élément inférieure à 2.5V, donc tension de l'accu inférieure à 10V). Cette tension est inférieure à la tension minimale d'une batterie acide-plomb (10.5V). Les batteries de démarrage n'ont pas cette seconde protection parce qu'un transistor qui permet de commuter 1000A n'est pas bon marché.

Le circuit de protection limite ainsi la tension minimale de décharge, mais agit également comme limiteur de courant (une sorte de fusible électronique). Ce n'était pas voulu à l'origine, mais les circuits électroniques utilisés pour couper la décharge en cas de tension trop basse (il s'agit de transistors MOSFET très haute puissance) agissent également pour limiter le courant maximal.

Le fait que le courant soit limité à 10A continu fait que l'accu ne peut pas être utilisé dans une alimentation de secours à onduleur (qui tire 20A et vide un accu au plomb-acide en 10 minutes), mais bien dans une alarme. Pour une alimentation à onduleur, il faudra choisir un accu pour moto qui n'est pas limité en courant (l'alimentation à découpage déclenche de toute façon quand l'accu est pratiquement vide).

Un accu typique qui peut remplacer les accus plomb-acide gélifié est le pack disponible en diverses capacités. J'ai testé le pack 12V 7Ah le plus vendu.

Accus LiFePO4


Batteries Lithium Iron Phosphate (LFP)

On trouve aussi bien des accus pour systèmes de secours que pour motos et voiturettes électriques.

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