Les meilleures batteries pour votre prochain projet
L'utilisation des piles remonte à l'époque où les hommes ont commencé à stocker l'électricité pour s'en servir plus tard.
Extrait de la « batterie de Bagdad », la plus ancienne batterie connue de l'histoire, aux batteries au lithium désormais courantes dans les voitures, les fourgonnettes, les camping-cars et même nos téléphones portables, elles ont toutes un point commun : stocker l'énergie produite et la rendre accessible en cas de besoin.
Telles que nous les connaissons aujourd’hui, les batteries sont bien plus performantes sur des aspects essentiels, notamment en matière de recharge, de poids et de durée de vie. Les batteries au plomb, plus traditionnelles mais toujours courantes, batteries au plomb-acide et les batteries lithium-ion sont les plus couramment utilisées comme bancs de batteries pour l'énergie solaire, les camping-cars, les véhicules de loisirs et les systèmes hors réseau.
Les batteries au plomb sont réputées pour leur prix et leur disponibilité par rapport à leurs homologues plus coûteuses, les batteries lithium-ion, mais pourquoi en est-il ainsi ?
Tout dépend de leur mode de fabrication et des matériaux utilisés. Les batteries au plomb classiques sont constituées de cellules individuelles contenant des couches de plaques en alliage de plomb immergées dans une solution électrolytique composée d'acide sulfurique et d'eau.
En revanche, les batteries lithium-ion, également appelées « batteries secondaires », sont constituées de plusieurs cellules reliées entre elles électriquement. Chaque cellule comporte une borne négative, généralement en carbone. Elles comportent également une borne positive en oxyde métallique, ce qui rend leur fabrication plus complexe et plus coûteuse que celle des batteries au plomb.
La question se pose alors de savoir quel type de batterie utiliser pour la « Van Life », les camping-cars ou les maisons. Il n’y a pas de réponse toute faite. Cet article passe en revue les avantages et les inconvénients des batteries au plomb et au lithium, et propose des recommandations pour chaque type de projet afin que vous puissiez choisir celle qui vous convient le mieux.
Batterie au lithium ou batterie au plomb : laquelle choisir ?
Lithium ou plomb-acide : coût initial et dépenses
Comme indiqué plus haut, le coût initial d'une batterie au lithium est souvent supérieur à celui d'autres types de batteries, telles que les batteries AGM. Prenons par exemple deux batteries parmi les plus utilisées dans les systèmes électriques conçus par nos ingénieurs.
À première vue, les batteries au lithium coûtent 4 à 5 fois plus cher que leurs équivalents, mais peut-on vraiment les comparer ?
Pour répondre à cette question, nous avons comparé les performances d'une batterie au lithium à celles d'une batterie AGM.
La profondeur de décharge admise pour une batterie au lithium est de 80 %, tandis que pour les batteries au plomb-acide, elle se situe entre 40 et 50 %.
En examinant chaque batterie individuellement, on peut calculer l'énergie nominale en multipliant la capacité nominale par la tension nominale. On peut ensuite calculer la puissance réellement disponible dans chaque batterie à l'aide de la valeur de profondeur de décharge (DoD).
Par conséquent, une batterie au plomb ne peut pas produire autant d'électricité qu'une batterie lithium-ion. Dans un scénario réaliste, il faut environ deux batteries au plomb pour atteindre la même puissance qu'une batterie lithium-ion.
Dans ces conditions, les batteries au lithium ne sont que 2 à 3 fois plus chères qu’un parc de batteries de même puissance composé de batteries AGM. Les batteries au plomb-acide s’avèrent donc plus rentables pour la mise en place de votre installation.
De plus, une batterie au lithium ne nécessite aucun entretien après son installation ; en revanche, les batteries au plomb-acide nécessitent un ajustement du niveau d'eau ainsi que le nettoyage des résidus d'acide présents dans la batterie et parfois dans la zone environnante. Cet entretien peut également inclure le remplacement occasionnel de boulons et de câbles en raison de la corrosion.
Lithium ou plomb-acide : durée de vie
Il est recommandé de n'utiliser les batteries au plomb qu'à 50 % de leur capacité, ce que nous avons pris en compte dans nos calculs de la section précédente. Une batterie au plomb est généralement conçue pour 600 cycles de charge avec une profondeur de décharge (DoD) de 50 %. Ce chiffre peut tomber à 400 cycles si vous décidez d'utiliser votre batterie à une profondeur de décharge de 80 %.
En revanche, en supposant une profondeur de décharge de 80 %, une batterie au lithium aura une durée de vie d'environ 3 000 cycles. Ce chiffre peut atteindre 5 000 cycles si les batteries sont utilisées avec une profondeur de décharge de 50 %.
(Toutes les informations figurant dans cette section sont issues des données fournies par le fabricant et corroborées par les tests réalisés chez Volts Energies)
Performances par temps froid et recharge
La baisse des températures hivernales affecte toutes les batteries, qu'elles soient au lithium-fer-phosphate ou à mat de verre absorbant (AGM) : lorsque les températures baissent, la viscosité de l'électrolyte augmente, ce qui rend le mouvement des ions de plus en plus difficile. Par conséquent, les batteries fonctionneront à une capacité inférieure à leurs valeurs nominales.
Ce phénomène affecte bien moins les batteries au lithium que les batteries au plomb. Consultez le graphique ci-dessous, qui illustre la diminution de capacité de ces batteries.
Même si leur capacité est supérieure pendant les périodes les plus froides de l'année, les batteries au lithium présentent un inconvénient majeur par rapport aux batteries au plomb. Ces batteries rechargeables sont en effet sujettes à un phénomène appelé « dépôt de lithium », qui peut les endommager de manière irréversible lorsqu'elles sont rechargées à des températures inférieures à zéro. Ce problème peut être résolu grâce à un système de gestion de batterie (BMS) de haute qualité ou à des batteries équipées de coussinets chauffants et de kits de chauffage, mais il n'en reste pas moins une source de désagréments importante pour de nombreux utilisateurs de batteries au lithium.
Ce problème est largement évité dans certains cas, notamment avec les batteries « Lithium Battery Solution » ou les batteries chauffantes « BattleBorn », qui sont équipées de capteurs de température et d’un BMS externe (pour les modèles LBS) ou d’un kit de chauffage (pour les modèles BattleBorn).
Dimensions et poids
Lorsqu’il s’agit de concevoir un système pour une habitation raccordée au réseau électrique ou pour un système autonome hors réseau, la taille et le poids n’ont pas beaucoup d’importance. Il en va toutefois autrement lorsqu’il s’agit d’un système de batteries destiné à un camping-car ou à un van. Les batteries au lithium constituent une solution indispensable, en particulier dans le cadre de la « VANlife », où l’espace est limité et où il faut éviter tout excès de poids.
En moyenne, les batteries au lithium sont jusqu’à 60 % plus légères que les batteries au plomb de même capacité, ce qui peut faire une grande différence dans les applications mobiles telles que les fourgons et les camping-cars. De plus, elles sont souvent beaucoup plus petites en taille et en volume.
Que vous conseillons-nous ?
Il n'y a pas de réponse toute faite. Le choix des meilleures batteries ne se résume pas à leur durée de vie et à leur prix ; vous devez vous poser certaines questions essentielles, telles que :
Quel est l'objectif principal de ce projet ? Construisez-vous un camping-car ou un van aménagé, ou s'agit-il d'un projet destiné à votre gîte hors réseau, ou encore d'une installation raccordée à un réseau électrique, etc. ?
À quelle fréquence comptez-vous utiliser ce système ?
Est-il installé sur votre véhicule de vacances d'été, ou est-il destiné à un mode de vie « Vanlife » au quotidien ?
S'agit-il d'une batterie domestique installée dans un gîte ou une maison au bord d'un lac entièrement alimentée à l'énergie solaire ?
De quel type d'installation avez-vous besoin ? S'agira-t-il simplement d'un réfrigérateur et de quelques lampes LED, ou bien de bien plus que cela ?
L'un de nos chefs de projet peut vous aider à trouver la batterie la mieux adaptée à votre camping-car ou à votre fourgon, ou à mettre en place un système solaire autonome complet, en fonction de vos besoins.
Vous trouverez également ci-dessous un bref aperçu de nos batteries les plus vendues :
Batteries au lithium BattleBorn
BattleBorn est l'une des meilleures marques du marché, réputée pour sa fiabilité exceptionnelle. Les batteries BattleBorn remplacent directement les batteries au plomb-acide et, grâce à leur système de gestion de batterie (BMS) intégré, elles peuvent fonctionner sans qu'il soit nécessaire d'ajouter quoi que ce soit d'autre au système. Idéales pour les bateaux et les camping-cars lorsque une petite capacité suffit, elles peuvent être connectées en série ou en parallèle, mais les cellules de batterie ne communiquent pas entre elles.
Solution de batteries au lithium au Canada
Batteries Tesla « seconde vie » de LBS sont issues de véhicules ayant subi un accident, et aucune d’entre elles n’est en fin de vie. Ces batteries Tesla sont conçues pour des systèmes à puissance élevée, allant de 5 kWh à 1 MWh. Grâce au BMS externe LBS, vous pouvez constituer de grands parcs de batteries et communiquer via CANBUS avec d’autres équipements si nécessaire. Ces caractéristiques font des batteries LBS le choix idéal pour les applications industrielles et commerciales de grande envergure.
Batteries au lithium LBS avec BMS externe vous offrent une flexibilité maximale, avec la possibilité de concevoir des systèmes allant de 12,8 V CC à 600 V CC. Vous pouvez utiliser les batteries au lithium LBS pour des applications résidentielles, commerciales et industrielles. Cette solution de batterie pour fourgons et camping-cars est hautement personnalisable en fonction de vos besoins.
Batteries au lithium et AGM de Victron Energy
Les batteries Victron Energy constituent une excellente solution lorsque vous devez mettre en place un système complet composé de composants Victron Energy. Grâce au BMS externe Victron Energy, ces batteries peuvent communiquer avec d'autres composants. Les batteries au lithium Victron Energy sont compactes et offrent des performances optimales dans les systèmes à basse tension de 12, 24 et 48 volts.