Batterie plomb-acide vs batterie lithium-ion – Un guide complet

Les batteries plomb-acide et lithium-ion sont deux options populaires, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. Voyons comment elles se comparent.

Les batteries au plomb existent depuis longtemps. Elles sont moins chères au départ, mais durent moins longtemps. Vous les trouverez dans les voitures et dans certains systèmes de secours domestiques. Les batteries lithium-ion coûtent plus cher au départ, mais durent plus longtemps et fonctionnent mieux à bien des égards.

Vous vous demandez peut-être laquelle vous convient le mieux. Cela dépend de vos besoins. Le plomb-acide peut être adapté à une utilisation à court terme ou si vous avez un budget serré. Le lithium-ion est idéal pour les appareils qui nécessitent beaucoup d'énergie ou qui sont souvent utilisés. Réfléchissez à vos objectifs et au montant que vous souhaitez dépenser avant d'en choisir un.

 

 Batteries plomb-acide et batteries lithium-ion : aperçu de la technologie

Les batteries plomb-acide et lithium-ion sont deux types courants de batteries rechargeables. Elles diffèrent par leur composition chimique, leur structure et leur mode de stockage de l'énergie. Ces facteurs affectent leurs performances et leurs utilisations.

• Composition chimique

Accumulateurs au plomb utiliser plomb et acide sulfuriqueL'électrode positive contient du dioxyde de plomb. L'électrode négative est constituée de plomb spongieux. L'acide sulfurique fait office d'électrolyte.

Batteries au lithium-ion avoir un composé de lithium comme électrode positive. L'électrode négative est souvent en graphite. L'électrolyte est un sel de lithium dans un solvant organique.

Ces différents matériaux confèrent à chaque type de batterie des propriétés uniques. Les batteries lithium-ion sont plus légères et plus compactes. Les batteries plomb-acide sont plus lourdes mais peuvent bien supporter des courants élevés.

• Structure de la batterie

Accumulateurs au plomb avoir plaques de plomb épaisses. Ces plaques sont immergées dans un électrolyte liquide. Cette conception les rend robustes mais lourdes.

Batteries au lithium-ion utiliser couches minces de matériauxCes couches sont empilées ou enroulées ensemble. L'électrolyte est généralement un gel ou un polymère. Cette structure permet une conception plus compacte.

La structure de la batterie influe sur la manière dont vous pouvez utiliser et entretenir chaque type de batterie. Les batteries au plomb-acide nécessitent un remplissage régulier en eau. Les batteries au lithium-ion sont scellées et ne nécessitent aucun entretien.

• Principes fondamentaux du stockage d'énergie

Les deux types de batteries stockent l'énergie par des réactions chimiques. Dans les batteries au plomb-acide, le plomb et le dioxyde de plomb réagir avec l'acide sulfuriqueCela crée du sulfate de plomb et de l’eau.

Les batteries lithium-ion fonctionnent en déplacer des ions lithiumLes ions se déplacent entre les électrodes positives et négatives. Ce processus est appelé intercalation.

La densité énergétique est une différence essentielle. Les batteries lithium-ion peuvent stocker plus d'énergie dans moins d'espace. Elles ont également une tension plus élevée par cellule. Cela signifie que moins de cellules sont nécessaires pour la même tension.

Les vitesses de charge et de décharge diffèrent également. Les batteries lithium-ion peuvent se charger et se décharger plus rapidement. Elles sont donc plus adaptées aux applications à haute puissance.

 

Batteries plomb-acide et batteries lithium-ion : comparaison complète 

Les batteries au plomb et au lithium-ion présentent des différences importantes en termes de performances et de fonctionnalités. Voyons comment ces deux types de batteries se comparent dans plusieurs domaines importants.

Fonctionnalité	Batterie au plomb-acide	Batterie lithium-ion
Tension par cellule	~2 volts	3,2 à 3,7 volts
Densité d'énergie	Inférieur (1,2 kWh pour 100 Ah)	Supérieur (2,4 kWh pour 100 Ah)
Poids (100Ah)	60 à 70 livres	30 à 40 livres
Cycle de vie	200-300 cycles	2000-5000 cycles
Maintenance	Entretien régulier requis	Sans entretien
Profondeur de décharge	50% recommandé	Capacité utile 80-100%
Impact environnemental	Produits chimiques toxiques, faciles à recycler	Plus sûr à l'usage, plus difficile à recycler

 

Indicateurs de performance clés

• Temps et méthodes de charge

Les batteries lithium-ion se chargent beaucoup plus rapidement que les batteries plomb-acide. Vous pouvez charger complètement une batterie lithium-ion en 2 à 4 heuresLes batteries au plomb prennent 8 à 16 heures pour atteindre la pleine charge.

Les batteries lithium-ion utilisent un système de charge à courant constant et tension constante. Cela signifie qu'elles se chargent rapidement au début, puis ralentissent lorsqu'elles sont pleines.

Les batteries au plomb nécessitent une charge en plusieurs étapes :

1. Charge en vrac (capacité 50-80%)
2. Charge d'absorption (capacité 80-100%)
3. Charge flottante (maintient la charge complète)

Vous pouvez charger partiellement les batteries lithium-ion sans risque. Les batteries au plomb préfèrent des charges complètes pour éviter la sulfatation.

• Sécurité et fiabilité

Les deux types de batteries sont généralement sûrs lorsqu'ils sont utilisés correctement. Les batteries lithium-ion ont un léger avantage en termes de fiabilité.

Batteries au plomb peut:

• Fuite d'acide en cas de dommage
• Libère de l'hydrogène gazeux lors de la charge
• Exploser en cas de surcharge sévère

Batteries au lithium-ion disposent de fonctions de sécurité intégrées :

• Évents sensibles à la pression
• Fusibles thermiques
• Disjoncteurs

Ces dispositifs permettent d'éviter la surchauffe ou les explosions. Cependant, les incendies liés aux batteries lithium-ion, bien que rares, peuvent être intenses et difficiles à éteindre.

Les batteries au plomb-acide sont très stables et sont utilisées depuis plus de 150 ans. Elles sont moins susceptibles de prendre feu que les batteries lithium-ion.

• Cycle de vie et capacité utilisable

Batteries au lithium-ion durer beaucoup plus longtemps que le plomb-acide. Vous pouvez vous attendre à :

• 2000-5000 cycles avec une batterie lithium-ion
• 200 à 300 cycles avec une batterie plomb-acide

Un cycle correspond à une décharge et une recharge complètes.

La capacité utilisable diffère également :

• Vous pouvez utiliser 80-100% de la capacité d'une batterie lithium-ion
• Les batteries au plomb ne doivent se décharger qu'à 50% pour éviter tout dommage

Cela signifie qu'une batterie lithium-ion de 100 Ah vous offre 80 à 100 Ah de puissance. Une batterie plomb-acide de 100 Ah ne fournit qu'environ 50 Ah d'énergie utilisable.

Les batteries lithium-ion conservent mieux leur capacité au fil du temps. Les batteries plomb-acide perdent leur capacité à chaque cycle, même si elles ne sont pas entièrement utilisées.

 

Applications pratiques

Les batteries plomb-acide et lithium-ion alimentent de nombreux appareils et systèmes de notre vie quotidienne. Voyons comment ces types de batteries sont utilisés dans différents domaines.

• Véhicules électriques et stockage d'énergie renouvelable

Les batteries lithium-ion sont le premier choix pour voitures électriquesElles sont plus légères et durent plus longtemps que les batteries au plomb. Cela signifie que les voitures électriques peuvent parcourir plus de distance avec une seule charge. Tesla et Nissan utilisent des batteries lithium-ion dans leurs modèles les plus populaires.

Pour systèmes solaires domestiques, les deux types de batteries fonctionnent bien. Les batteries au plomb sont moins chères pour l'alimentation de secours. Mais les batteries lithium-ion sont meilleures si vous utilisez souvent l'énergie stockée. Elles peuvent supporter plus de cycles de charge sans s'user.

Stockage d'énergie à grande échelle utilise également ces batteries. Les parcs éoliens et solaires ont besoin de moyens pour stocker de l'énergie supplémentaire. Les batteries lithium-ion sont idéales pour cela, car elles sont efficaces et peuvent répondre rapidement à la demande.

• Électronique portable et outils électriques

Votre téléphone, votre ordinateur portable et votre tablette utilisent tous des batteries lithium-ion. Ces batteries offrent une grande puissance dans un espace réduit. Elles durent également de nombreuses charges sans perdre beaucoup de capacité.

Les outils électriques sont également passés aux batteries lithium-ion. Elles sont plus légères, ce qui facilite l'utilisation de votre perceuse ou de votre scie. Vous pouvez travailler plus longtemps sans changer de batterie. Les batteries au plomb sont encore utilisées dans certains outils moins chers, mais elles sont moins courantes aujourd'hui.

Les batteries lithium-ion alimentent également des vélos et des scooters électriques. Elles confèrent à ces véhicules une bonne autonomie tout en les gardant légers et faciles à conduire.

• Utilisation industrielle et commerciale

Les chariots élévateurs dans les entrepôts utilisent souvent des batteries au plomb. Elles sont moins chères et peuvent supporter les charges lourdes nécessaires. Mais certaines entreprises passent aux batteries lithium-ion pour une charge plus rapide et des durées de fonctionnement plus longues.

Les systèmes d'alimentation de secours pour les entreprises reposent généralement sur des batteries au plomb-acide. Il s'agit d'une option éprouvée et moins coûteuse pour une utilisation à grande échelle. Cependant, les systèmes lithium-ion deviennent de plus en plus populaires en raison de leur taille plus petite et de leur durée de vie plus longue.

Dans les tours de télécommunication, les deux types de batteries sont utilisés. Les batteries au plomb sont courantes en raison de leur faible coût. Mais les batteries lithium-ion gagnent du terrain en raison de leurs meilleures performances à des températures extrêmes.

 

Faire le bon choix

Le choix de la meilleure batterie dépend de vos besoins spécifiques. Les batteries plomb-acide et lithium-ion présentent toutes deux des avantages et des inconvénients à prendre en compte.

• Considérations pour la sélection de la batterie

Pensez à l'usage que vous ferez de la batterie. Les batteries au plomb-acide sont idéales pour les voitures et les systèmes d'alimentation de secours. Elles sont moins chères au départ, mais durent moins longtemps. Les batteries lithium-ion sont idéales pour les appareils portables et les véhicules électriques. Elles coûtent plus cher au départ, mais ont une durée de vie plus longue.

Tenez compte de la puissance dont vous avez besoin. Les batteries lithium-ion sont plus légères et plus petites pour la même puissance. Cela est important si l'espace ou le poids est important pour vous.

À quelle fréquence utiliserez-vous la batterie ? La batterie lithium-ion peut supporter davantage de cycles de charge. Si vous l'utilisez beaucoup, cette option pourrait vous convenir.

Votre budget est également important. Les batteries au plomb sont moins chères à l'achat, mais peuvent coûter plus cher à long terme. Les batteries au lithium-ion coûtent plus cher au départ, mais durent plus longtemps.

Pensez à la sécurité. Les deux types de batteries sont sans danger lorsqu'elles sont utilisées correctement, mais les batteries lithium-ion présentent un risque de déversement plus faible.

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Que vous recherchiez un système d'autoconsommation solaire ou une alimentation de secours, les batteries Deye offrent une solution robuste avec une garantie allant jusqu'à 10 ans. Les batteries Deye sont un investissement solide pour quiconque envisage des options lithium-ion.