Dans cet article nous allons traiter des différences entre chaque type de cellules au Lithium en identifiant le meilleur format pour leur utilisation dans le secteur industriel (machines industrielles, machines agricoles, engins de construction, etc.)
Les trois types de batteries au lithium les plus utilisés sont :
- Les cellules Pouch « de poche »
- Les cellules cylindriques
- Les cellules Prismatiques
Les cellules en forme de poche
Les cellules pouch sont appelée ainsi à cause de leur format particulier en sachet ou poche. La forme rectangulaire typique de « sachet » n’a pas d’enveloppe rigide et le poids est très léger.
Avantages : Les cellules pouch offrent une grande densité énergétique. L’enveloppe et la structure laminée de la cellule elle-même la rend légère et économique à fabriquer.
Inconvénients : La grosse densité énergétique dû à l’enveloppe pose un inconvénient de taille. Le format sachet des cellules pouch font qu’elles résistent très mal aux vibrations, aux déformations ou à l’écrasement. La faible résistance mécanique de l’enveloppe nécessite un système d’emballage adapté. En outre, lors de la conception de l’emballage, il faut tenir compte d’une marge d’espace entre les cellules et la suivante, car pendant le chargement et le déchargement, les cellules libèrent des gaz qui déforment la structure. Cette particularité rend des cellules pouch fragiles et non adaptées à une utilisation pour des véhicules industriels.
Les cellules cylindriques
Les cellules cylindriques ont la forme d’une pile et sont extrêmement populaires sur le marché. Elles sont utilisées comme accumulateurs primaires et secondaires. Le marché est très favorable à ces cellules, car elles sont faciles à fabriquer et à assembler.
Avantages : L’enveloppe des cellules cylindriques est très résistante et est réutilisable. La structure cylindrique peut résister à des pressions internes sans se déformer.
Inconvénients : Par rapport à d’autres cellules, ces types de cellules ont des capacités modestes, limitées à un maximum de 3Ah, ce qui oblige, par exemple, le producteur à assembler une grande quantité de cellules (environ 83 cellules) pour créer une batterie d’une capacité d’environ 250 Ah. De plus, l’assemblage de ces nombreuses cellules se fait par soudure. Ceci entraine l’impossibilité de changer une cellule défectueuse. Par conséquent, pour chaque cellule « problématique », le module entier doit être remplacé, ce qui entraîne des dépenses considérables et des temps d’arrêt prolongés. Aussi, le montage en dérivation des cellules est également problématique et entraine une baisse du niveau de sureté de la batterie quand on veut atteindre des puissances fortes.
Les cellules Prismatiques
Les cellules prismatiques ont une enveloppe solide en plastique ou aluminium avec des bornes à vis ou à souder, qui permettent un excellent emballage et une excellente exploitation de l’espace.
Avantages : L’enveloppe des cellules est très résistante et facilement personnalisable en termes de forme. Ceci permet de faire des formes « custom » facilement intégrables sur des véhicules industriels qui ont souvent une place limitée pour l’intégration de la batterie. De plus, chaque cellule peut avoir une capacité allant jusqu’à 300Ah. Le système d’assemblage via les bornes à vis permet un assemblage facile et la possibilité de maintenance sur la batterie. Tous ceci rend les cellules prismatiques idéales pour une application sur véhicules commerciaux électriques et machines industrielles.
Le seul inconvénient est la densité énergétique légèrement inférieure à celle d’autres chimies lithium, principalement en raison du type de conteneur, mais qui ne compromet en rien les performances finales du véhicule.
Personnalisation de forme, résistance aux chocs et vibrations, maintenance possible, et grande capacité, permettent d’en faire la technologie idéale pour des batteries d’engins agricoles, d’engins de manutention, aéroportuaires, de construction, …
A chaque application, sa cellule au lithium
Pour résumer, les cellules pouch sont faites pour des applications à hautes puissances type moto ou voiture de course. Les cylindriques sont faites pour les petites applications comme un vélo ou de l’outillage. Et enfin, les cellules prismatiques sont faites pour les applications industrielles. Notre partenaire Flash Battery a choisi d’utiliser des cellules prismatiques dans la construction de ses batteries au lithium avec la chimie LFP, car celles-ci sont parfaites pour la production de batteries de taille moyenne et de grande taille et garantissent une haute qualité et d’excellentes performances tant pour les machines industrielles que pour les véhicules électriques.
