Discussion sur les batteries : Acide inondé vs Lithium LiFePO4

Aujourd'hui, nous allons discuter des batteries à cycle profond à l'acide inondé par rapport aux batteries au lithium LiFePO4. Les batteries à électrolyte liquide existent depuis très longtemps et la plupart de nos clients les connaissent, alors que la chimie du lithium LiFePO4 est encore relativement nouvelle. LiFePO4 fait référence à la chimie de la batterie, qui signifie Lithium, Fer et Phosphate, que nous appellerons simplement LiFePO4.

Lorsqu'il s'agit de stockage d'énergie hors réseau, les batteries à cycle profond restent la solution la plus rentable et la plus fiable pour la majorité des applications hors réseau. Avant d'expliquer pourquoi, vous devez savoir que je suis vraiment impartial... The Cabin Depot™ propose des batteries LiFePO4, des batteries à électrolyte liquide et des batteries scellées/AGM pour toutes les applications hors réseau dans une variété de tailles provenant de nombreux fabricants différents. Nous préférons que vous choisissiez la bonne batterie, correctement dimensionnée pour votre système - pas seulement la moins chère parce que vous pensez économiser de l'argent, ou le modèle le plus cher sur l'étagère parce que l'internet a dit que c'était le meilleur.

Les batteries LiFePO4 ont certainement leur place en fonction de l'application, et elles présentent certains avantages en termes de performances, mais leur principal inconvénient est indéniablement leur coût. Les batteries LiFePO4 sont très chères et la différence de coût est substantielle. Il y aura bien sûr des personnes qui ne seront pas d'accord avec mon opinion et qui commenceront leurs arguments pro-LiFePO4 en se référant à leur propre expérience avec des batteries à électrolyte liquide qui sont tombées en panne prématurément (souvent à cause de leur propre négligence) et en citant des sources et des spécifications sur Internet (principalement des revendeurs et des fabricants de LiFePO4 partiaux). Les scénarios de coût et de retour sur investissement sont généralement inexacts, exagérant le coût et minimisant les performances des batteries à électrolyte liquide pour faire pencher la balance en faveur du LiFePO4, comparant en fait des pommes à des oranges... 

Nous avons tous été programmés par des spécialistes du marketing pour penser que parce qu'un produit est plus cher, il est forcément meilleur. Ce n'est tout simplement pas vrai. Lors du dimensionnement d'un système d'alimentation hors réseau, le type et la taille de la batterie doivent être déterminés en fonction des critères suivants :

• Les charges électriques que vous souhaitez alimenter : s'agit-il d'une cabane au fond des bois avec des charges électriques limitées, d'un camping-car ou d'un bateau avec des appareils 12 V plus petits à alimenter, ou d'une maison hors réseau avec tous les équipements modernes ?
• Le type de système dont vous disposerez : s'agit-il d'une retraite saisonnière/de fin de semaine ou d'une retraite à temps plein toute l'année ?
• Autonomie souhaitée : combien d'heures ou de jours voulez-vous dépendre uniquement de la batterie si vous n'avez pas de soleil, de vent ou de générateur pour la recharger ?
• Le plus important : votre budget !

Il s'agit là d'un exemple brut concernant spécifiquement le coût :

• Une batterie LiFePO4 "bon marché" de 100 Ah 12 V coûte entre 500 et 800 dollars. Ces batteries "bon marché" présentent souvent peu de certifications de sécurité et ne sont pas testées à long terme dans des environnements réels. Je suis également sceptique quant à leur capacité réelle et à leur durée de vie annoncée, car les entreprises qui les vendent existent principalement en ligne et n'existent que depuis quelques années. Des entreprises mieux établies et plus réputées proposant des batteries LiFePO4 12v 100Ah de marque de qualité coûteront en moyenne 900 à 1600 $. 
• Vous pouvez vous procurer une batterie "bon marché" de 100Ah 12v à électrolyte liquide pour environ 100 à 130$, la principale différence étant qu'elles ont été testées et certifiées. Les batteries de marque de qualité 100Ah 12v à électrolyte liquide sont vendues entre 150 et 250 dollars. Si l'on compare les Ah (ou Wh) utilisables, il faudrait acheter deux batteries de 100 Ah à décharge profonde, en supposant une décharge directe de 50 %. Vous repartiriez avec la même capacité, voire plus, que celle offerte par le LiFePO4, mais avec de l'argent en poche.

Avantages et inconvénients opérationnels

Les avantages les plus souvent cités de la chimie du lithium LiFePO4 sont une durée de vie plus longue, la possibilité de réduire la durée du cycle à moins de 10 %, une maintenance réduite, la légèreté et la possibilité d'être stocké à moins de 100 % de l'état d'avancement pendant de longues périodes sans dommage. Mais ce dont on parle rarement, c'est que les batteries LiFePO4 ont une capacité opérationnelle limitée dans les climats froids. La plupart d'entre elles n'acceptent plus de charge à -4°C et s'arrêtent complètement à -20°C. Cela n'a peut-être pas d'importance pour une personne occupant un logement à temps plein. Cela n'a peut-être pas d'importance pour une maison hors réseau chauffée et occupée à plein temps, mais pour les cabanes qui ne sont pas occupées et chauffées à plein temps en hiver, la température est très importante. En comparaison, une batterie inondée ne gèlera pas si elle est chargée, et bien que sa capacité soit plus faible, elle fonctionnera toujours à des températures inférieures à zéro bien après que sa contrepartie LiFePO4 se soit éteinte. Si vous avez un problème avec votre système de charge, il n'y a pas de moyen facile de diagnostiquer ce qui ne va pas avec une batterie LiFePO4. En revanche, avec une batterie à électrolyte liquide, vous pouvez tester la densité de l'électrolyte à l'aide d'un hydromètre ou d'un réfractomètre bon marché. Ce test vous indiquera immédiatement si vous avez un problème avec une cellule particulière, si la charge de la batterie est équilibrée, ou si vous avez une stratification ou une sulfatation de la plaque. La possibilité de vérifier l'état de la batterie est très importante et souvent négligée lorsque les clients commencent à utiliser leur premier système hors réseau. Est-ce aussi pratique que de brancher une batterie LiFePO4 et de s'en aller ? Non. Il y a un peu de travail à faire, comme vérifier et compléter les niveaux d'électrolyte à l'occasion. Mais vous pouvez acheter plus de batteries inondées et avoir la même ou plus grande capacité utilisable pour moins d'argent. C'est aussi simple que cela.

Malgré les énormes efforts de marketing déployés pour promouvoir les batteries LiFePO4, la grande majorité des ventes de batteries hors réseau se fait toujours à l'aide de batteries à électrolyte liquide. Je connais de nombreuses personnes vivant hors réseau avec des systèmes modestes qui utilisent des batteries Trojan T-105 ou Rolls L16 depuis plus de 10 ans avec succès. Surette a annoncé une nouvelle technologie de batterie Rolls inondée qui favorise un cycle de vie plus élevé et des durées de vie de plus de 14 ans. Les batteries inondées, dans leur forme actuelle, sont utilisées depuis plus d'un siècle et leur technologie continue d'évoluer. En comparaison, les batteries LiFePO4 utilisées dans les applications hors réseau n'ont que quelques années d'existence. Je dirais que si l'on peut se permettre le coût initial des LiFePO4 et que l'on dimensionne correctement son système, en respectant les limites de température, avec des charges quotidiennes régulières à entretenir, c'est une bonne option à envisager. Mais chaque situation est différente. En même temps, si quelqu'un a une cabane solaire hors réseau à usage saisonnier ou de week-end, sachant qu'il peut obtenir 10 ans de performance d'un banc de batteries à l'acide inondé s'il est correctement entretenu, j'aurais du mal à recommander les LiFePO4. Surtout si l'on sait que dans 5 ou 10 ans, les solutions de stockage d'énergie et la composition chimique des batteries continueront d'évoluer et que des alternatives potentiellement moins coûteuses arriveront sur le marché.

-Gord