Une analyse complète de la durée de vie des batteries d'alimentation dans les véhicules à énergie nouvelle

Sur le marché automobile actuel, les véhicules à énergies nouvelles s'imposent progressivement comme les nouveaux favoris des consommateurs grâce à leurs avantages en matière de protection de l'environnement et d'économie d'énergie. La batterie, composant essentiel des véhicules à énergies nouvelles, a toujours suscité de vives inquiétudes quant à sa durée de vie.

La batterie d'un véhicule à énergies nouvelles est comme un organisme vivant. Dès sa naissance, elle s'engage dans une dégradation irréversible. Tout comme le vieillissement d'un être humain, dès la première charge, la batterie perd progressivement sa capacité. Ce processus de dégradation est déterminé par les propriétés chimiques des cellules et ne peut être modifié par les technologies actuelles. Cependant, les ingénieurs ne sont pas impuissants. Ils s'engagent à créer un environnement de travail favorable aux batteries afin de prolonger au maximum leur durée de vie.
I. L'impact des années sur les batteries

Même hors utilisation, les batteries lithium-ion subissent une perte de capacité, appelée autodécharge. Cependant, ce processus de dégradation est extrêmement lent et les consommateurs n'ont pas à s'inquiéter outre mesure. En général, les performances de la batterie diminuent progressivement avec le temps, mais cette baisse est relativement lente et n'a pas d'impact significatif sur l'utilisation quotidienne.
II. Cycle de vie
Les batteries se dégradent aussi bien en utilisation qu'au repos. Actuellement, on estime généralement dans l'industrie que les batteries ternaires au lithium ont un cycle d'environ 1 500 cycles, tandis que celles des batteries lithium-fer-phosphate ont un cycle d'environ 3 000 cycles. Un cycle correspond à un processus complet de charge et de décharge complètes. Lorsque la capacité de la batterie passe de 100 % à 80 %, elle n'est plus adaptée à une utilisation comme batterie d'alimentation. En effet, une capacité insuffisante entraîne une réduction importante de l'autonomie du véhicule électrique, ainsi qu'une baisse de la tension et du courant de sortie, se traduisant par une faible accélération.

Prenons l'exemple des batteries ternaires au lithium : si l'autonomie en charge complète est de 400 kilomètres, calculée sur la base de 1 500 cycles, le véhicule peut parcourir 600 000 kilomètres. Or, il est généralement difficile pour les véhicules particuliers d'atteindre cette autonomie. Actuellement, la durée de garantie des trois principaux systèmes électriques (moteur, contrôleur et batterie) donnée par les constructeurs automobiles est généralement de 8 ans ou 160 000 kilomètres, ce qui est un chiffre relativement prudent. En réalité, dans des conditions d'utilisation normales, les batteries des véhicules à énergies nouvelles peuvent facilement fonctionner pendant 10 ans ou 240 000 kilomètres.
III. L'impact de la température sur les batteries
Les batteries d’alimentation des véhicules à énergie nouvelle sont extrêmement sensibles à la température, et le niveau de température a un impact significatif sur les performances globales des batteries, notamment la capacité, la puissance, l’efficacité de charge et de décharge, la sécurité et la durée de vie.

1. Environnement à haute température

Lorsque la température dépasse une certaine plage, une température excessive accélère la progression des réactions secondaires au sein de la batterie. Par exemple, le sel de lithium LiPF6 de l'électrolyte des batteries lithium-ion se décompose thermiquement pour produire du PF5. Ce dernier subit ensuite une réaction d'hydrolyse avec l'humidité de l'électrolyte pour produire du HF. Le HF provoque la dissolution du métal dans le matériau de l'électrode positive, entraînant une dégradation des performances de la batterie. En particulier lors d'une charge rapide dans un environnement à haute température, les réactions chimiques de l'électrolyte s'accélèrent et la batterie se dégrade plus rapidement.
2. Environnement à basse température

À basse température, les processus de charge et de décharge des batteries lithium-ion sont fortement affectés. Lorsqu'une charge externe d'un véhicule électrique nécessite de l'électricité, les ions lithium se déplacent de l'électrode négative vers l'électrode positive en passant par le séparateur pour terminer la décharge. Pendant la charge, les ions lithium se détachent de l'électrode positive, traversent le séparateur et retournent à l'électrode négative. Cependant, à basse température, en raison de la surface limitée de l'électrode négative en graphite, une charge rapide entraîne un agglomérat d'ions lithium. Certains ions lithium se perdent et se transforment en lithium métal fixé à la surface de l'électrode négative, créant ainsi un phénomène de « lithium-placage ». Cela entraîne une diminution de la capacité de la batterie et une diminution de l'autonomie du véhicule électrique.
IV. Comment les consommateurs peuvent-ils entretenir leurs batteries d'alimentation ?

Pour les consommateurs, il est crucial de bien entretenir les batteries des véhicules électriques. Tout d'abord, essayez de limiter au maximum l'utilisation de la charge rapide. Bien que les constructeurs automobiles annoncent que leurs véhicules peuvent être chargés à 80 % en 15 minutes, la charge rapide a pour conséquence d'accélérer la dégradation de la batterie, notamment à basse température. Ensuite, évitez les charges et décharges complètes. Les performances optimales de la batterie se situent entre 20 % et 80 %. Entre 20 % et 80 %, la vitesse de charge diminue évidemment, notamment en raison du phénomène de lithium. Effectuez des charges et décharges complètes occasionnellement, mais évitez de les utiliser fréquemment.
En conclusion, la durée de vie des batteries des véhicules à énergies nouvelles est influencée par de nombreux facteurs, tels que le nombre d'années, la durée des cycles et la température. Lors de leur utilisation, les consommateurs doivent veiller à l'entretien des batteries et réduire autant que possible les cycles de charge rapide, de charge complète et de décharge complète, afin de prolonger leur durée de vie et de permettre aux véhicules à énergies nouvelles de mieux répondre à nos besoins en matière de transport.