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Dernière modification 07/09/2023

Les (nombreuses) différences entre batterie NMC et LFP


Ce sont les deux types de batteries les plus répandues sur les voitures électriques actuelles, à savoir NMC (Nickel Manganèse Cobalt) et LFP (Lithium Fer Phosphate / LifePo4).
Ces deux types de batteries ont des propriétés qui se distinguent, avec notamment des différences en terme de durée de vie et de densité énergétique.
Voyons donc quelles sont les principales différences, ainsi que les avantages et inconvénients, de ces deux types de chimies.

Durée de vie



Plus la décharge est importante entre deux recharges, plus les caractéristiques se rejoignent ... Ne pas idéaliser la LFP comme beaucoup le font

Les choses vont ici en faveur de la technologie LFP puisque, comme vous pouvez le voir sur ce graphique (source batteryuniversity.com), cette dernière prend largement l'avantage sur la NMC en terme de durabilité.
On voit ici le nombre de cycles possibles de faire avant que la batterie ne perde 30% de capacités (et donc 70% restantes, seuil sur lequel se base les garanties constructeur). Hélas, et c'est un point clé qu'oublient beaucoup de soi-disant spécialistes, on aura au final une même durée de vie car la LFP équipe les petites batteries de faible capacité et les NMC les batteries de grande capacité (en tout cas dans les faits quand on observe l'offre sur le marché). On produira donc bien plus de cycles charges/décharges avec la LFP (car plus petite en kWh) ce qui l'usera plus vite. De plus, les LFP nécessitent de se charger régulièrement à 100%, ce qui encore une fois l'abimera un peu plus (malgré les rumeurs erronées visant à dire qu'elles ne craignent pas les charges à 100%).

A lire : pourquoi les batteries LFP ont besoin d'être chargées à 100% ?

L'axe des ordonnées indique donc le nombre de cycles atteignables et l'axe des abscisses la profondeur de décharge à chaque utilisation (entre deux recharges donc).
Et si on voit ici qu'il y a un lien entre profondeur de décharge et durée de vie, c'est avant tout la différence entre NMC et LFP qui nous intéresse ici.

Profondeur de décharge NMC LiPO 4 (LFP)
10% DoD* 6000 15000
20% DoD 2000 9000
40% DoD 1000 3000
60% DoD 600 1500
80% DoD 400 900
100% DoD 300 600

*Deep Of Discharge / profondeur de décharge.

Densité énergétique


La densité énergétique (kWh/kg) est inférieure sur les batteries LFP de l'ordre de 15%. C'est à dire que pour une batterie NMC de 400 kg, elle sera plutôt de l'ordre de 500 kg en LFP.


Densité de puissance

La densité de puissance (kW/kg) est en revanche plus favorable sur les LFP avec une puissance délivrée qui reste bien plus constante lors sur la plage de charge (que ce soit à 99% ou 1%, la puissance délivrable reste très peu modifiée). C'est d'ailleurs cette caractéristique qui rend plus difficile d'estimer la charge d'une batterie LFP par le BMS, car c'est grâce au voltage qu'on mesure à la batterie qu'on peut vérifier sa charge (exactement comme avec les batteries au plomb d'une voiture thermique, avec l'aide d'un multimètre pour vérifier le niveau).

Coût ?


Avec près de 30% de coût en moins en moyenne en 2021 pour la technologie LFP, on peut dire que ce n'est pas un détail ... On est à environ 135 dollars / kWh sur la chimie LFP et plutôt 185 dollars / kWh pour la NMC.
On comprend mieux pourquoi c'est une technologie qui est appréciée des constructeurs.

Sécurité ?


La LFP est encore une fois meilleure.
Tout d'abord elle ne peut pas s'emballer thermiquement comme peut le faire une NMC ou me^me encore tout autre type de chimie. En effet, ce type de batterie peut induire un emballement en cas de surchauffe, à savoir que la surchauffe provoque une réaction chimique interne qui ajoute encore de la chaleur à l'ensemble, avec donc comme résultat un cercle vicieux qui mène à une explosion des cellules et un incendie.

A lire : comment une batterie lithium peut-elle prendre feu ?

De plus, avec sa densité énergétique plus faible, la batterie LFP aura plus de mal à chauffer (et donc atteindre une surchauffe ..), sans oublier qu'elle arrive bien à fonctionner lorsque les températures sont élevées. En revanche, et dans l'autre sens, elle sera plus difficile et longue à refroidir ...

Utilisation ?


Avec la possibilité de charger à 100% en limitant le risque de dégradation accélérée sur les batteries LFP, on peut dire que cette technologie se révèle plus simple et pratique à utiliser au quotidien. Malgré tout, il reste préférable de rester dans la fourchette 10 à 90% de charge de batterie pour accroître sa durée de vie ...
En effet, même les batteries LFP ne sont pas adeptes des charges complètes, même si elles le tolèrent mieux en limitant la dégradation des capacités. La charge à 100% est en réalité une chose utile pour les LFP car elles ont plus tendance à avoir des cellules s'autodécharger de manière aléatoire, ce qui mène à des déséquilibres de cellules qu'il faut corriger et éviter au maximum. La charge à 100% permet au BMS de rééquilibrer la multitude de cellules qui composent la batterie.

Recyclage

La LFP, encore et toujours, garde l'avantage sur la NMC sur cet aspect.

Conclusion ?


Même si les batteries LFP / Lithium Fer Phosphate ont une image de batterie premier prix, on pourra affirmer de manière objective qu'elle est loin d'être dénuée d'intérêt ... Même mieux, mis à part une densité énergétique inférieure, tout le reste est meilleur que sur la technologie NMC.
On peut donc conclure qu'une batterie LFP est à la fois moins chère et meilleure à la fois si on omet le fait qu'on ne peut atteindre de grosses capacités de batterie en raison de son encombrement.


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