Durée de vie des batteries Lithium

[grelinette]

Bonjour à tous,

Je pense que cette page sur les batteries va intéresser certains d'entre-vous.

La société Ozo-Véhicules-Electriques qui m'a fourni une partie des matériels pour le projet de l'hippomobile hybride vient de m'informer qu'elle venait d'éditer une page de conseils et de remarques sur son site concernant les batteries Lithium, avec en particulier quelques remarques très intéressantes sur les paramètres qui influent sur leur durée de vie et concernant le rôle des intervenants de la chaine : fabricant, assembleur, distributeur, utilisateur.

C'est ici : http://www.ozo-vehiculeselectriques.com ... lectriques

Bonne lecture

[grelinette]

Ces explications me semblent assez intéressantes et importantes pour les publier.

Durée de vie d'une batterie Lithium pour vélo électrique :

Celle-ci dépend des méthodes utilisées par les acteurs suivant :
Le fabricant, l’assembleur, le distributeur et l’utilisateur.

Rôle du fabricant : La durée de vie d’une batterie dépend tout d’abord de la qualité des cellules qui la composent. Plus l’électrolyte de la cellule est pur, meilleure sera la durée de vie de votre batterie. C’est pour cela que nous faisons le choix des cellules Samsung car les grands fabricants peuvent garantir une pureté maximale de l’électrolyte.
De nombreux fabricants chinois de cellules n’utilisent pas les méthodes permettant de concevoir des cellules « pures » à 100%. De ce fait plus l’électrolyte sera pollué et moins bonne sera la durée de vie de votre batterie. Il n’est pas rare de voir des batteries d’origine chinoises ayant perdues 50% de leur capacité au bout de seulement 6 mois.

Rôle de l’assembleur : Les batteries sont constituées de plusieurs cellules assemblées en serie et/ou parallèle et d’un BMS. L’assembleur doit absolument respecter certaines méthodes dont la plus importante est de constituer une batterie uniquement avec des cellules issues d’une même série de production et ayant une résistance interne équivalente. Bien qu’indispensables, ces points ne sont généralement pas respectés par les assembleurs car cela demande une logistique sans faille, du temps et des outils. Si les cellules de votre pack n’ont pas la même résistance interne, il va se créer au fil du temps un déséquilibre qui engendrera une baisse significative de l’autonomie et des performances. Le choix du BMS est aussi très important. Les batteries premier prix ont un BMS qui surveille simplement les tensions maxi et mini alors que nous utilisons sur nos batteries des BMS qui surveillent la température des cellules et qui possèdent un étage d’équilibrage garantissant un maintien parfait de l’homogénéité de votre batterie. Un BMS équipé d’un mode veille évitera une décharge de la batterie lors d’un stockage prolongé.

Rôle du distributeur : Un autre critère est la durée de stockage et la méthode de stockage utilisée par le distributeur. Avant de vous être vendue, une batterie a très bien pu être stockée pendant plus d’un an par le vendeur (ce qui est souvent le cas dans les magasins de cycles électriques) et elle a aussi pu être produite un an avant que ce vendeur la réceptionne, ce qui signifie que vous achetez une batterie ayant déjà deux ans. Ce cas est très courant.

Un autre point important est la façon dont le vendeur a stocké ses batteries. Est-ce que celles-ci ont simplement été mises dans un coin en attendant le futur acheteur ? est-ce qu’elles ont été stockées sous la tension de stockage préconisée par le fabricant ? Est-ce qu’elles ont été chargées ponctuellement ? voilà quelques points importants qui auront leur importance sur la durée de vie de votre batterie.

Chez OZO nous avons mis en place une logistique permettant de résoudre tous ces points et de vous garantir des performances maximums pour vos batteries. Pour éviter de garder les batteries trop longtemps en stock nous lançons des fabrications tous les trimestres, ce qui signifie que toutes les batteries que nous vendons ont été fabriquées maximum 4 mois avant la vente. Le revers de la médaille est qu’il nous arrive d’être ponctuellement en rupture de stock.

Rôle de l’utilisateur : Vous avez vous aussi votre rôle a jouer pour maintenir les performances de votre batterie sur le long terme. Pour cela il vous suffit de suivre les consignes d’utilisation et de stockage qui vous seront fournies avec votre batterie OZO.

Estimation de la durée de vie si toutes les conditions ci-dessus ont été respectées au préalable : La durée de vie des batteries Lithium est donnée en « nombre de cycle » ; un cycle étant une décharge et une charge.
Pour les cellules Samsung que nous utilisons dans nos packs batteries, Samsung annonce une chute de seulement 10% de la capacité au bout de 300 cycles et de 30% au bout de 700 cycles (sous 1C). Notez que le facteur temps intervient aussi et que ces données sont valables pour un usage quotidien et non pour 300 cycles effectués sur 5 ans. Avec le recul nous estimons que l’échange de la batterie doit être envisagé au bout de 2,5 à de trois ans. Cela ne veut pas dire qu’au bout de trois ans votre batterie ne fonctionnera plus du tout, mais elle aura perdu une bonne partie de ses performances.
Un autre facteur qui influe sur la durée de vie de votre batterie est le taux de décharge sous laquelle vous l’utilisez. Par exemple pour les cellules Samsung 22P, la perte de capacité après 300 cycles est de 10% sous 1C (sous 10A continu pour une batterie de 10Ah) et de 20% sous 3C (sous 30A continu pour une batterie de 10Ah).

Nos conseils : Comme vous pouvez le constater, de nombreux paramètres influent sur la durée de vie de votre batterie. Etant donné le prix d’une batterie Lithium et le nombre de vendeurs peu scrupuleux sur internet, nous vous conseillons de vérifier les points évoqués ci-dessus avant votre achat et de ne pas vous laisser tenter par un prix bas car une batterie de mauvaise qualité qui aura été achetée 30% de moins qu’une batterie de bonne qualité mais dont les performances commenceront à chuter au bout des premiers mois d’utilisation peut vous coûter au final 2 à 3 fois plus cher qu’une batterie de grande marque. Il convient aussi de savoir si le vendeur est à même d’assurer le service après vente des produits qu’il vend ce qui n’est malheureusement pas le cas tout le temps.

Chez OZO nous nous efforçons de vous proposer des batteries de qualité et de respecter toutes les phases de vie de la batterie ,de la fabrication jusqu’au recyclage en passant par l’assemblage et le stockage. Nous disposons aussi de tous les outils nécessaires à assurer le service après vente sur vos batteries Lithium si nécessaire : Banc de décharge, Banc de charge, Banc d’équilibrage, Station de stockage…

Source : http://www.ozo-vehiculeselectriques.com

[citro]

Il convient de nuancer et préciser un peu ces informations.

L'appellation Lithium englobe une multitude de technologies aux performances très différentes selon le matériaux des électrodes, leur nature, leur structure...

L'article que tu cites s'applique aux batteries LiPo (Lithium Polymère) de marque Samsung.
Ces batteries sont caractérisées par un bon rapport poids/puissance/volume.
Leur gestion est cependant délicate et leur longévité est correcte.

Il existe pour les kits VAE (hors batteries plomb et Nickel Métal Hydrure) des batteries Lithium Manganèse, Lithium Phosphate de Fer, ...
Certaines de ces batteries annoncent même jusqu'à 2000 ou 3000 cycles de charge, et des longévités calendaires de l'ordre de 8 ans...

On estime qu'il existe seulement une poignée de fabricants de "poudre".
Samsung en fait, je crois partie, et la maîtrise par un seul opérateur de toutes les étapes de transformation de la matière première jusqu'au produit fini est un gage de qualité...

Le lithium est un matériaux hydrophile qu'il faut donc impérativement isoler de l'air ambiant dont il "pompe les molécules d'eau" (fabrication en atmosphère contrôlée).
La fabrication de la "poche" contenant l'électrolyte et la qualité du matériau de cette poche est donc essentiel, tout comme l’étanchéité à l'air des électrodes qui permettent le raccordement électrique et qui "sortent de la poche".

On a constaté que des batteries (je pense à des LiFePo4, notamment), qui avaient des performances très élevées lors des essais et ont rapidement (entre 1 et 3 ans) perdu leur capacité à cause d'une "porosité" de l'enveloppe.

Le stockage de l'énergie, sera l'enjeu majeur de ce siècle; batteries, condensateurs, hybrides batterie/condensateur ou autres systèmes à découvrir n'ont pas fini de bousculer la donne actuelle.

Toutes les semaines, plusieurs annonces scientifiques présentent des découvertes extraordinaires... Je suis en train d'équiper ma voiture électrique avec des batteries Lithium (LiFePo) achetées en Chine à moins de 300€ le kWh (hors BMS) mais dont les brevets (franco-américains) datent des années 80...

Je ne fais aucun pronostic, je m'efforce, avec l'aide d'éminent membre de ce forum, de les gérer au mieux pour les faire durer autant que possible.

[chatelot16]

lire ce qui se dit sur la durée de vie des batterie est interressant , mais ce qui est encore mieux est de faire quelque chose pour augmenter cette duré de vie

je savais que le lithium se fait detruire par l'eau , mais n'avais pas pensé que l'etancheité de la batterie pouvait limiter la duré de vie

il pourait etre interressant de faire une double enveloppe autour du pack de batterie et remplir cette enveloppe d'un gaz parfaitement deshydraté : ça serait particulierement interressant pour les lipo dont l'enveloppe n'est qu'un film en plastique

les lipo sont souple et ont tendance a se desagreger en cas de vibration ... il semble que leur volume change legerement entre la charge et la decharge : on ne peut donc pas les bloquer dans un boitier rigide : je pense a les coincer entre des coussin gonflé : et si en plus ce systeme est gonfle de gaz neutre ça fera aussi la pretection contre l'humidité

[grelinette]

Ce que j'ai retenu d'important dans cet article, c'est qu'au moment de l'achat d'une batterie ou d'un matériel utilisant une batterie, il est important de se renseigner sur la date de fabrication de la batterie.

Par exemple, pour l'achat d'un VAE dont la durée d'utilisation et les performances sont directement liées à la batterie, il parait judicieux de voir si une date de fabrication figure sur la batterie.

[Remundo]

Lu sur Moteur Nature...

Le "Range Extender" de Mercedes... faire sauter les sécurités usuelles pour garantir la longévité des packs Lithium... qui ne supportent pas les surcharges et les décharges profondes, rappelons le... faut les coocooner les Lithium...

ça ne coûte pas cher au constructeur... au contraire 600 $ pour reparamétrer le calculo... siouplait.

Par contre ça pourrait coûter cher au propriétaire... Et un pack à réparer, un !

Indigne de "Merco". Vraiment décevant. Mieux vaut ne rien proposer que de sortir une telle aberration. Car la classe B mérite une option Rex et surtout pas de jouer avec ses batteries...

[Gaston]

Indigne de "Merco". Vraiment décevant. Mieux vaut ne rien proposer que de sortir une telle aberration. Car la classe B mérite une option Rex et surtout pas de jouer avec ses batteries...

Je trouve qu'un bouton permettant en cas de "panne sèche" de se traîner sur encore quelques kilomètres (de quoi rentrer à domicile ou atteindre une prise de recharge) pourrait être une bonne idée dans tous les VE.
Il ne s’agirait pas de faire sauter toutes les sécurités, mais exceptionnellement de conserver un peu moins de marge (par exemple autoriser la décharge jusqu'à 10% si elle est normalement bloquée à 15%) pour éviter un dépannage.


Par contre mettre ça en option payante

[Remundo]

Ce que tu dis existe déjà...

Renault appelle ça le "mode tortue", qui est prévu et imposé dès que le calculo sent que le pack est faible.

De même, nos vieux VE PSA Nicad ont le voyant éco qui s'allume, suivi d'un bridage impressionnant.

Ce bridage est tellement fort que tu ne peux décemment pas rester sur une autoroute ou un périphérique, et que tu trottines à 20 km/h dès qu'il y a une côte avec la crainte de te faire tamponner par l'arrière... tu mets les warnings et tu pries
1) qu'il n'arrive pas d'accidents
2) que tu finisses par arriver au saint graal : la prise AC220V

Attention, sur du Lithium, la batterie qui "tape en bas", il ne faut pas venir la solliciter un peu plus... même si les autres batteries ont en encore un peu dans "le ventre"... ça l'abîme (limite sa capacité), la fois suivante, c'est elle qui tape en bas encore, cercle vicieux..... surtout si tu "débrides" les sécurités électroniques.

Tout cela est pointu. Le Lithium, c'est vraiment de "l'art" à gérer et faut être prudent...

[chatelot16]

on peut decharger les batterie NiCd jusqu'a zero sans les abimer : la puissance devient très faible mais ça ne les abimes pas

avec les lithium c'est beaucoup plus grave , et vu le prix des batterie , il vaut mieux appeler un depanneur et remorquer la voiture ... ça sera moins cher que de risquer de remplacer les batterie ...

une expliquation d'un surcout en cas de depassement volontaire du seuil ? quand le seuil normal a été depassé il y a un probleme de securité : les lithium ion ça peut exploser ... il est donc possible d'avoir besoin d'un controle plus compliqué aprés avoir depassé le seuil

les types de batterie permettant la decharge complete on un gros avantage : on peut utiliser la capacité totale sans garder de marge de securité : exactement comme un reservoir d'essence que l'on peut vider jusqu'a la derniere goutte

je ne vois que 2 type de batterie avec cette qualité : NiCd et Nickel Zinc

[citro]

De même, nos vieux VE PSA Nicad ont le voyant éco qui s'allume, suivi d'un bridage impressionnant.

Ce bridage est tellement fort que tu ne peux décemment pas rester sur une autoroute ou un périphérique, et que tu trottines à 20 km/h dès qu'il y a une côte avec la crainte de te faire tamponner par l'arrière... tu mets les warnings et tu pries

Ce que tu décris correspond à un véhicule dont plusieurs éléments sont défaillants et qui, en toute logique devrait passer par la case atelier...

Sur un pack en bon état, le bridage est en 2 temps:
1- Le véhicule bride la vitesse à 70kmh et le témoins de limitation de puissance s'allume (témoin dans la fenêtre de l'éconoscope)
2- La tension et l'ampérage deviennent trop faible pour permettre au véhicule de rouler à 70kmh, il roulera donc à la vitesse maxi que les batteries permettent jusqu'à ce que la tension chute au dessous du seuil de coupure programmé dans le calculateur électronique

Les premier véhicules PSA étaient paramétré avec 2 seuils de tension, le premier allumant le témoin de limitation de puissance, le second le témoin de demande de mise en charge. Ensuite le paramétrage alluma les 2 témoins simultanénent.

Sur les véhicules dotés de batteries en bon état, il n'est pas rare de rouler avec la jauge au dessous de 0% (-2% en butée) pendant parfois une dizaine de kilomètres sans allumer de témoins.

Depuis que j'ai remplacé mes batteries au Nickel Cadmium par des Lithium Phosphate de Fer, et malgré un paramétrage à 110Ah de mon pack contre 95Ah d'origine, je roule facilement 30km après que la jauge soit passé sous 0% et bien sur je n'allume plus mes témoins parce que la tension du pack est toujours supérieure aux paramètres du calculateur, mais cela ne me mets pas à l'abris de détruire mes éléments si je descends en dessous de leur tension de sécurité, d'où l'importance d'un BMS de qualité correctement intégré.