Résolu ! Comprendre les différences entre les batteries LiFePO4 prismatiques et cylindriques

L'électronique et d'autres applications existent sous de nombreuses formes. Elles fonctionnent grâce à des cellules de batterie, qui existent également sous différentes formes pour s'adapter à leur application et à leurs besoins énergétiques.

Les batteries au lithium peuvent se présenter sous trois formats : cylindrique, prismatique et pouch. Les deux premiers, les cellules cylindriques et prismatiques, sont généralement fabriqués avec des boîtiers en acier et en aluminium. Ils offrent des qualités spécifiques, soit pour la production de masse, soit pour une capacité plus élevée.

Nous allons passer en revue les principales caractéristiques, leurs différences et pourquoi l'une prend le pas sur l'autre. 

Qu'est-ce que les batteries LiFePO4 prismatiques ?

Ce type de batterie a une forme prismatique. La chimie de la batterie prismatique est enfermée dans un boîtier rigide. Comme elle a une forme rectangulaire, elle permet un empilement efficace de plusieurs unités dans un ensemble de batteries.

Ce type de batterie est principalement utilisé dans les systèmes de stockage d'énergie et les véhicules électriques. Étant donné que leur taille est plus grande que celle des autres types de batteries, elles ne conviennent pas aux appareils comme les vélos électriques ou les téléphones portables. C'est pourquoi elles sont mieux adaptées aux applications à forte consommation d'énergie.

La forme prismatique de la batterie est un type relativement nouveau. On dit qu'elle est le fruit du développement de l'industrie des véhicules électriques.

En raison de leur construction distinctive, les batteries métalliques prismatiques ont tendance à être plus fines, efficaces et faciles à connecter quatre cellules pour créer un pack batterie 12V.

Qu'est-ce que les batteries LiFePO4 cylindriques ?

Les cellules cylindriques ont également l'apparence que leur nom suggère. Elles sont couramment utilisées dans notre vie quotidienne et pour différentes applications. Elles se prêtent mieux à la production en volume et, par conséquent, sont moins coûteuses. Elles supportent bien la pression interne. De plus, comme pour la connexion en série ou en parallèle (lire la suite ici), la batterie peut continuer à fonctionner si une cellule tombe en panne.

Elles prennent plus de place et sont plus rapidement affectées si exposées à des variations de température. En raison de leur construction, les cellules ont de l'espace et de l'air autour d'elles, ce qui facilite leur chauffage ou leur congélation rapide. Elles sont généralement utilisées dans les batteries d'ordinateurs portables et même dans les véhicules électriques.

Différence entre les cellules LiFePO4 cylindriques et prismatiques

Les batteries et leurs cellules ont des formes distinctives et peuvent accueillir différents appareils. Voyons leurs principales différences.

Utilisation de l'espace

L'un des points principaux de leur distinction. La batterie prismatique a un design carré, ce qui permet de disposer les cellules très proches les unes des autres sans espaces. Malheureusement, le type cylindrique aura inévitablement des espaces en raison de sa forme.

Le contenu des cellules prismatiques est pressé en couches, ce qui leur donne leur forme prismatique. En conséquence, cela permet de gagner de l'espace. Au contraire, la forme cylindrique est attribuée à la stabilité mécanique et à une distribution uniforme des électrolytes.

Durée de vie

Les cellules prismatiques ont un cycle de vie moyen d'environ 2000 cycles. Contrairement aux cylindriques, qui varient entre 300 et 500 cycles. Les prismatiques offrent une excellente durée de vie même sous des charges élevées et variées. Cela donne un cycle de vie jusqu'à quatre fois supérieur à celui des cylindriques.

Poids

Les batteries cylindriques sont construites dans des boîtiers cylindriques rigides en acier. Pour cela, elles seront plus lourdes. Au contraire, les cellules prismatiques sont plus grandes et ne diffèrent pas beaucoup en poids par rapport aux cellules cylindriques. 

Coût de fabrication

Quand on parle de fabrication de batteries, les cylindriques sont plus faciles à fabriquer. Cela s'explique par le fait que la technologie existe depuis des générations. En conséquence, le coût de ces types est moins élevé.

Au contraire, les batteries prismatiques sont plus coûteuses à fabriquer. Il existe des limitations dans la technologie de traitement et aucune spécification de production standardisée particulière. 

Une note supplémentaire est que la chimie de chaque batterie affectera également le coût. Les batteries au lithium ont, dans certaines occasions, des coûts accrus en raison des tests et certifications requis.

Coût des dommages

Le coût des dommages est élevé lorsqu'il s'agit de cellules prismatiques. En effet, tout dommage affectant ses cellules impacte directement l'ensemble du pack. Contrairement aux cylindriques. Si une cellule est endommagée, cela ne mettra pas en danger tout le pack de batteries.

Il convient également de noter que les cellules sur lesquelles la batterie est construite doivent être auditées selon des normes ISO strictes. Lorsque les batteries sont fabriquées avec des cellules moins coûteuses ou dans des conditions moins rigoureuses, un grain de poussière peut devenir un point de haute résistance et chauffer la batterie. En conséquence, cela peut provoquer une défaillance d'une partition ou de l'ensemble de la batterie.

Densité énergétique

La manière dont les cellules sont reliées est également un point critique qui influencera votre décision. La densité énergétique des prismatiques est, en théorie, plus élevée que celle des cylindriques. Les batteries prismatiques n'utilisent pas de coques en acier inoxydable haute résistance comme les cylindriques. En conséquence, davantage de véhicules électriques optent pour la batterie prismatique.

Dissipation de la chaleur

La température a un impact significatif sur les batteries et les cellules. Comme les batteries prismatiques ont leurs cellules "sandwichées", il leur est plus difficile de ventiler et de dissiper la chaleur accumulée. Contrairement aux cylindriques qui ont un espace entre chaque cellule. Cependant, bien que cet espace facilite la dissipation de la chaleur, il peut aussi entraîner une accumulation plus rapide à des températures de gel.

Pourquoi les cellules prismatiques pourraient prendre le dessus

Les batteries au lithium ont fait de grands progrès ces dernières années. Il est encore en cours de détermination si les cellules prismatiques ou cylindriques prévaudront. Pour l'instant, les cylindriques sont plus répandues. Pourtant, il y a des raisons de penser que les cellules prismatiques gagneront en popularité par rapport aux cylindriques.

Premièrement, la réduction du coût de fabrication. Les cellules prismatiques diminuent le nombre d'étapes de fabrication. Leur format permet de fabriquer des cellules plus grandes, réduisant ainsi le nombre de connexions électriques.

Les batteries prismatiques sont également idéales pour la chimie LiFePO4. Vous pouvez en lire plus sur LiFePO4 ici. Cependant, le principal avantage de ces batteries est qu'elles sont plus respectueuses de l'environnement. Les ressources utilisées par les entreprises se trouvent partout dans le monde. Contrairement à ce qui se passe avec le nickel et le cobalt, où dans certains cas, l'esclavage est impliqué.

Réflexions finales

Les batteries LiFePO4 cylindriques et prismatiques ont chacune leurs avantages et inconvénients. De plus, elles possèdent des caractéristiques distinctives, de la fabrication à la puissance. Le type de batterie LiFePO4 dépendra entièrement de votre application. Pourtant, les cellules prismatiques ont commencé à être largement utilisées. Même Tesla a commencé à adapter les cellules LiFePO4 au format prismatique.

Prenez en compte les différentes caractéristiques de chaque type de cellule lors du choix d'une batterie pour vos appareils. De plus, vous pouvez également consulter toutes nos autres ressources concernant Batteries Goldenmate LiFePO4 .