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Dernière modification 04/06/2024

Pourquoi il ne faut pas charger sa batterie LFP à 100%


C'est une idée reçue qui circule même parmi les "spécialistes" : charger sa batterie LFP à 100% ne poserait pas de problème ...
Hélas, et comme toute chimie de batterie Lithium, charger à 100% produit un déséquilibre très important entre l'anode et la cathode qui mène à une dégradation accélérée de la batterie. Rappelons que n'importe quel type de batterie se préserve au mieux aux alentours des 50% de charge, et je vous invite à découvrir les autres habitudes à avoir pour préserver la batterie de sa voiture électrique

Alors pourquoi est-on encouragé à charger sa batterie LFP à 100% ?

En effet, les constructeurs qui proposent des batteries de type lithium fer phosphate vous indiquent qu'il est recommandé de charger sa batterie totalement a minima une fois par semaine. Il y a en effet une raison technique mais en aucun cas cela est bénéfique à la batterie et à sa chimie.
Pour connaître la raison je vous invite à consulter cet article. Vous verrez qu'il est vraiment loin d'être vital de se charger aussi souvent à 100%, surtout si vous ne côtoyez que rarement les bas niveaux de charge (vous comprendrez mieux cette remarque après avoir lu l'article en question).

Notez que malgré la dégradation induite par ce niveau de charge, le fait que la batterie LFP soit plus durable compense en partie les choses, voilà pourquoi les marques se permettent de vous conseiller les charges à 100% (la batterie sera plus vite dégradée mais sans risquer d'activer la garantie malgré tout, seule chose qui incombe logiquement aux constructeurs ...).

Les conséquences de charger à 100% sa batterie LFP

Les conséquences sont toujours les mêmes, à savoir une perte de capacités accélère lorsque le niveau des 100% est souvent atteint. Et pour illustrer les choses, reprenons les études faites par Eduardo Redondo Iglesias.

Dégradation LFP selon niveau de charge


Vous pouvez ici constater le lien direct entre dégradation dans le temps et le niveau de charge, et on en conclut que le meilleur rapport charge / dégradation se situe vers les 70%. Pour être plus explicite, si vous voulez avoir le niveau maximal de charge en limitant la dégradation, il semble que la limite soit à 70/75% de charge. Mais si vous voulez vraiment optimiser les choses, alors les 50% restent un idéal.

Ici, on voit par exemple qu'on a une batterie qui s'est pratiquement dégradée deux fois plus vite sur 200 jours quand elle est chargée à 100% par rapport à 50%. On atteint donc près de 0.3% de pertes à 100% contre 0.15% à 50%

Pourquoi ?

Les batteries lithium-ion, qu'elles soient de type NMC (Nickel Manganèse Cobalt) ou LFP (Lithium Fer Phosphate), sont sujettes à des phénomènes de dégradation lorsqu'elles sont chargées à 100%. Voici une explication technique de ce processus :

Déséquilibre entre l'anode et la cathode

Lorsque la batterie est chargée à 100%, les ions lithium sont entièrement transférés de la cathode vers l'anode. Cela crée un état de forte tension, augmentant le déséquilibre entre les deux électrodes. Ce déséquilibre peut entraîner plusieurs problèmes :

  • Croissance de la couche SEI (Solid Electrolyte Interphase) : Sur l'anode en graphite, une couche de SEI se forme pendant les cycles de charge et décharge pour protéger l'électrode. Cependant, une charge complète favorise la formation excessive de cette couche, consommant du lithium actif et augmentant la résistance interne.

  • Dendrites de lithium : À des tensions élevées, surtout au-delà de 4.2V, il y a un risque de formation de dendrites de lithium métallique sur l'anode, ce qui peut percer le séparateur et provoquer des courts-circuits internes.

Expansion et contraction volumétriques

  • Stress mécanique : Lors des cycles de charge et de décharge, les électrodes subissent des expansions et des contractions volumétriques. À pleine charge, ces mouvements sont maximaux et peuvent provoquer des fissures dans les matériaux actifs, augmentant la résistance et diminuant la capacité.

Effet sur les batteries LFP

Pour les batteries LFP, bien que la structure soit plus stable et moins sujette aux problèmes de sécurité, charger à 100% cause des phénomènes de dégradation similaires bien qu'ils soient un peu moins prononcés en intensité.

 

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