L’ensemble des chariots élévateurs utilisent une énergie pour fonctionner. Dans le cadre de l’alimentation électrique, depuis plusieurs années maintenant, le lithium-ion a le vent en poupe. Nous vous dévoilons dans cet article, les principales caractéristiques de cette technologie ainsi que les cas dans lesquels y avoir recours.
Qu’est-ce qu’une batterie lithium-ion ?
La batterie lithium-ion est un accumulateur d’énergie, constitué d’ions lithium qui se déplacent d’une électrode à une autre au moment de la charge, puis dans le sens inverse lors de la décharge, grâce à une réaction chimique provoquée par un liquide conducteur, appelé électrolyte. C’est par cette migration d’ions que l’électricité est stockée et produite sous forme de courant électrique.
La batterie est constituée de plusieurs cellules délivrant chacune une tension de quelques volts. Leur taille et leur nombre déterminent la puissance et la capacité de la batterie. Chaque cellule est composée d’une plaque aluminium et d’une plaque de cuivre, les collecteurs de courant, chargées de transmettre l’électricité aux bornes de la cellule.
La cathode, l’électrode positive est constituée de divers matériaux selon le type de batteries lithium-ion. Quant à l’anode, l’électrode négative, elle est constituée de graphite.
Le lithium est un métal relativement disponible et présent à l’état naturel dans la roche, mais aussi dans les lacs salés. Il a pour caractéristique de stocker beaucoup mieux l’électricité que les autres matériaux (3 à 4 fois plus d’énergie par unité de masse). Il joue donc un rôle majeur dans la transition énergétique face à une demande croissante et une volonté forte d’amélioration des performances des batteries (durée de vie, puissance, densité énergétique, temps de charge, stabilité chimique).
Quels sont les différents types de batteries lithium-ion ?
Il existe plusieurs types de batteries au lithium-ion pour alimenter les chariots élévateurs. Elles se distinguent par des caractéristiques différentes qui déterminent divers usages :
- Les batteries LFP (Lithium Fer Phosphate) : cette technologie supporte un grand nombre de cycles de charges et de décharges sans subir de dégradations et présente donc une durée de vie plus importante (environ 3000 cycles tout en conservant une capacité de 80% après 3000 cycles). Elle est plus accessible et permet de faire baisser le prix final du chariot, mais aussi plus sécurisante, car moins exposée aux risques de surchauffe et d’incendie. Sa nocivité est moindre pour l’environnement avec l’utilisation de matériaux (fer et phosphate) moins toxiques et plus facilement recyclables,
- Les batteries NMC (Lithium Nickel Manganèse Cobalt) peuvent stocker de plus grandes quantités d’énergie et ainsi assurer une disponibilité des chariots optimale grâce à une plus grande autonomie. Elle a pour particularité de mieux tolérer les conditions rencontrées en atmosphère froide ou les températures élevées. Sa durée de vie est plus limitée que celle de la batterie LFP (environ 2 000 cycles avec une capacité moindre après 1000 cycles pour 60% de sa capacité).
Il est conseillé de maintenir un niveau de charge entre 20% et 80% sur une batterie NMC pour éviter une oxydation de l’électrolyte et donc un vieillissement prématuré de la batterie,
- Les batteries NCA (Lithium Nickel, Cobalt, Aluminium) qui présentent une excellente capacité de charge rapide. Elles sont plus coûteuses et limitées en termes de ressources.
Quels sont les avantages des batteries lithium-ion pour vos chariots ?
- Une disponibilité optimale grâce à des temps de charge courts (possibilité de recharges d’opportunité lors d’une pause : en 10 minutes de pause, gagnez jusqu’à 1h d’utilisation et 100% de capacité après 2h de charge),
- Coûts d’exploitation réduits grâce à une technologie sans entretien,
- Possibilité de financement sur une plus longue période,
- Durée de vie doublée par rapport aux autres technologies de batterie,
- Economies sur des batteries de remplacement,
- Une puissance égale même à faible charge,
- Limitation des risques sur la santé des opérateurs (pas d’émanation d’acide),
- Salle de charge non obligatoire en dessous de 600 kW de courant continu.
Quels inconvénients les batteries lithium-ion présentent-elles pour vos chariots ?
Dans de très rares cas, ce type de technologie présente un risque d’embrasement, accompagné d’émissions de fumées toxiques. Pour pallier ce risque, les constructeurs de batteries, mettent en place des BMS (Battery Managemenet System) pour éviter toute surcharge.
Dans quels cas l’utiliser ?
Quel que soit votre secteur d’activité, si vous entreprise travaille sur un rythme en 2/8, 3/8…, avec donc plusieurs équipes qui se succèdent, la batterie lithium-ion est un bon compromis puisqu’elle possède une excellente autonomie et supporte les charges intermédiaires, au moment des pauses, par exemple. En 30 minutes, récupérez 50% de la capacité de la batterie.
Dans quels cas ne pas l’utiliser ?
L’utilisation du lithium-ion n’est pas pertinente si l’activité de l’entreprise ne présente pas ou peu de pauses pour les recharges intermédiaires.
Comparatif plomb-acide / lithium-ion
| Lithium-ion | Plomb-acide | |
| Consommation énergétique | – 20% par rapport au plomb acide. | + 20% par rapport au lithium-ion. |
| Nombres de cycles / durée de vie | Jusqu’à 3 000 cycles. | Jusqu’à 1 500 cycles. |
| Disponibilité | Pas de temps d’immobilisation grâce aux charges d’opportunité. | Immobilisation du chariot lors du remplacement de la batterie. |
| Maintenance | Aucune. | Mise à niveau de l’électrolyte. |
| Temps de charge | 2h. | 8h + période de refroidissement après la charge. |
| Sécurité | Pas de risques liés à l’hydrogène, à l’acide ou encore à la manutention des batteries. | – Risque chimique à cause de l’électrolyte lors de l’entretien. – Risque d’explosion à cause des émanations d’hydrogène en salle de charge. – Risque électrique lors de l’entretien. – Risque lié à la manutention manuelle de la batterie. |
| Applications | Intensive, tonnage jusqu’à 3t. Pour les zones plus exiguës étant donné que la batterie est plus petite. | Intensive, tonnage supérieur à 3t. |
| Coût | 2 à 3 fois plus cher à l’achat mais amortissement dans la durée. | Coût moindre, mais des frais supplémentaires liés à l’entretien, la consommation énergétique et la nécessité d’avoir plusieurs batteries selon l’activité. |
| Environnement | Extraction du lithium très énergivore en eau. Le lithium est encore peu recyclé. | 99% des batteries au plomb sont recyclables, seulement le processus même du recyclage entraîne une importante pollution de l’environnement. |
Source : Greenly
Mesures de sécurité lors de la charge
Pour prévenir le risque d’emballement thermique ou d’explosion, il est conseillé d’utiliser un chargeur régulé qui communique avec le système de gestion de la batterie (BMS), afin que ce dernier répartisse de façon sécurisée la charge entre les cellules de la batterie.
La zone de charge de la batterie doit être ventilée en permanence, même s’il n’y a pas d’émanation d’hydrogène. En cas de dysfonctionnent, les émissions de fumées toxiques doivent être diluées par un renouvellement d’air.
Source : INRS
En conclusion, la définition de la batterie parfaitement adaptée à votre activité nécessite une étude précise et chiffrée. Sans cela, il est difficile d’estimer la batterie qui vous permettra d’assurer à la fois la disponibilité de votre chariot, tout en vous garantissant la meilleure efficience énergétique et le meilleur retour sur investissement.
Nos équipes sont présentes pour réaliser une étude complète de votre projet et vous offrir la solution optimale. N’hésitez pas à nous contacter !
