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Les batteries au Lithium prêtes pour l’embarquement

Vous les utilisez déjà dans vos téléphones et vos tablettes et elles arrivent maintenant sur vos bateaux. Si les prix ont considérablement baissé et continueront probablement de le faire dans le sillage de l’électrification des transports, ils font encore dresser les cheveux sur la tête. On n’a pas l’habitude de débourser 1000 $ et plus pour une batterie 12V de 100 A. Et pourtant, l’affaire est loin d’être mauvaise, bien au contraire, mais il faut savoir être patient pour rentrer dans son argent. Pour comparer équitablement le prix des traditionnels accumulateurs au plomb avec les nouveaux modèles au lithium fer phosphate (LiFePO4), il faut prendre en compte la durée de vie des batteries et leur performances respectives.

Cycles charge/recharge

Les batteries sont comme les êtres vivants, plus on les maltraite, moins elles durent longtemps. On mesure la durée de vie des batteries en comptant le nombre de cycles charge/décharge que l’on peut solliciter. Le manufacturier Victron fournit les données suivantes pour une batterie 12 V de 100 A de type AGM:

Taux de décharge                    Nombre de cycles

30 %                                              1500

50%                                                 600

80%                                                 400

Autrement dit, plus vos batteries sont sollicitées à des taux de décharge importants, moins elles durent longtemps. Voyons maintenant le nombre de cycles d’une batterie au lithium 12 V de 100 A.

Modèle                Taux de décharge           Nombre de cycles          Prix

Mastervolt                     80%                             3 500                   n/c

MLI Ultra 1250                                                

Dakota Lithium             80%                             2 000                   1175 $

Volthium Aventura        80%                             6 000                   1149 $

Bien qu’il soit difficile de vérifier et de comparer les données des fabricants et que ces valeurs demeurent théoriques dans des conditions d’utilisation particulières, on constate que le nombre de cycles prévus par les fabricants multiplie par des variables de 5 à 15 la durée de vie des accumulateurs. En prenant en compte qu’une batterie 100 A au plomb de bonne qualité (de type AGM) se détaille entre 400 $ et 500 $, le rapport prix/longévité avantage très largement le lithium.

Capacité et performances

Les cellules de lithium en forme de prisme ou de cylindre possèdent une densité énergétique largement supérieure aux cellules de plomb. À capacité nominale identique, les batteries au lithium sont de deux à trois fois plus légères.

La capacité des batteries au plomb n’est que nominale, ce qui signifie que vous n’obtiendrez que 30% à 50% de l’énergie stockée, soit 30 à 50 A pour une batterie de 100 A alors que les accumulateurs au lithium sont en mesure de livrer 100% de leur capacité et d’accepter une décharge totale. Pensez à la batterie de votre téléphone, elle fait fonctionner l’appareil sans défaillance jusqu’à ce que la batterie soit vide et que la tension chute brutalement. Alors que la batterie au plomb déchargée à 50 % - le maximum que l’on puisse lui demander – voit sa tension baisser en deçà de 12 V, la batterie au lithium conserve une tension au-dessus de 12 V même lorsqu’elle est déchargée à 85%.

L’autre caractéristique où les accumulateurs au lithium surclassent le plomb se trouve dans le processus de recharge. Il s’effectue à la fois plus rapidement – quatre fois plus vite -  et plus complètement. La batterie au plomb implique une fin de charge (phase d’absorption) très lente avec une intensité (ampérage) réduite. Souvent, on ne parvient à atteindre une charge complète qu’avec un chargeur branché sur du courant alternatif.

Les batteries au lithium comportent toutes un BMS (système de gestion des batteries) qui équilibre la tension entre les cellules et empêche les phénomènes de sur ou de sous tension. Si la tension devient trop faible, le BMS coupe automatiquement le circuit. Un système de monitorage numérique doit faire partie de l’installation pour éviter de se faire surprendre. Volthium intègre un système de monitorage via Bluetooth pour surveiller voltage, niveau de charge et température. Mastervolt permet de brancher directement la MLI Ultra 1250 sur un réseau NMEA 2000.

La stabilité de la technologie LiFePO4 couplée au BMS élimine presque complètement les phénomènes d’emballement thermique, en clair d’incendie. Les enveloppes étanches à double paroi constituent un autre gage de sécurité.

Le portrait serait radieux si la plupart des fabricants ne recommandaient d’installer un nouveau chargeur AC et un système de monitorage compatibles avec les nouvelles batteries au lithium. D’autres sources indiquent que l’on peut conserver un chargeur pour batteries plomb AGM ou Gel puisque les tensions de sortie de ces appareils - 13,8 V et 14, 6V – correspondent aux protocoles de recharge des accumulateurs au lithium. Si les panneaux solaires conviennent parfaitement à la recharge des batteries au lithium, le cas des alternateurs est plus douteux. Alors que la résistance interne des batteries au plomb limite la charge (ampérage) de l’alternateur, les batteries au lithium acceptent une charge beaucoup plus élevée susceptible de faire surchauffer l’alternateur. L’ajout d’un isolateur/régulateur s’impose. Ce qui fait pas mal de détails techniques à prendre en compte et à vérifier avant de renouveler une banque de batteries.