Chimie des batteries

Bonjour, Je souhaitais comprendre pourquoi les batteries de nos téléphones / voitures électriques sont des batteries au lithium dites LFP et non pas des batteries avec du nickel / cobalt dites NCA pour Tesla ? En somme, les batteries LFP sont moins chères mais permettent d’emmagasiner moins d’énergie. Or le potentiel standard du lithium est de -3.04, celle du cobalt -0.277, celle du nickel -0.25 et celle du carbone de 0.13. Pour rappel, une anode est faites de carbone et une cathode de cobalt / nickel. La plus grosse différence de potentiel est donc celle du lithium (-3.04) et non pas celle du carbone avec du nickel (-0.25 - 0.13 = 0.38). Pourquoi si le lithium a la plus grosse différence de potentiel on dit que ce sont les batteries NCA qui sont plus performantes que les batteries LFP ? Merci pour votre aide

Salut,

La performance des batteries n’est pas dictée uniquement par les potentiels électrochimiques de la réaction qu’elle utilise. Il y a plein d’autres paramètres, notamment la masse et le volume de la batterie, la conductivité des électrodes (si ton matériaux est plus ou moins isolant, tu y perds de l’énergie), la sécurité du concept (qui peut jouer sur le facteur de forme et donc la performance du système global au-delà de la cellule seule), etc.

C’est un domaine assez pointu (que je ne maîtrise absolument pas moi-même), si tu veux en apprendre plus, je pense que s’orienter sur des livres spécialisés peut être une bonne solution, en fonction de ce que tu veux savoir.

Bien évidemment, mais si quelqu’un saurait un peu mieux m’expliquer pourquoi les batteries au lithium sont moins puissantes d’un point de vu chimique (oxydo-reduction) comparés aux batteries au nickel / cobalt, je suis preneur !

Pour les batteries LFP (lithium ferrophosphate), les ions Li⁺ réagissent avec les ions FePO₄^-.
Pour les batteries NCA, l’ion Li⁺ réagit avec l’ion NiCoAl^-. Voir https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_nickel_cobalt_aluminium_oxides

Ok et quelles sont les différences de potentiel de ces 2 demi-equation ? Y-a-t-il une base pour les trouver ? Je ne trouve rien sur le web.

Pour la Tesla, la réponse est sans appel … LA MASSE ! La Tesla, c’est environ 500kg de batteries, soit une bonne partie du poid de la bête. La métrique qui t’intéresse est alors la densité d’énergie, qui peut également expliquer (en partie) le choix pour les GSM (pour pas que le portable soit une brique).

De plus, le "potentiel standard du lithium est" n’a pas forcément de sens, parce que ça dépend de la réaction de réduction de l’autre côté. Par ailleurs, et comme l’a dit @Aabu, plein de facteur entre en compte. Je sais par exemple qu’un gros avantage des batteries au Lithium, c’est qu’on peut faire un certain nombre de cycles de charge avec.

Wikipédia en a une très complète, mais comme les batteries, c’est toujours des systèmes un peu tordu, le plus simple est d’aller vérifier pour chaque batterie. Et encore une fois, Wikipédia suffit parfois emplement, par exemple pour les batteries Li-ion

A mon avis, la réponse est tout simplement la tension nominale d’une cellule.