Les batteries au lithium sont des batteries rechargeables qui utilisent du graphite ou d'autres matériaux carbonés comme électrode négative et des composés contenant du lithium comme électrode positive. C'est un type de batterie qui utilise du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau d'électrode positive/négative et utilise une solution d'électrolyte non aqueuse.
Le développement des batteries au lithium
Le premier brevet sur les batteries lithium-ion a été publié en 1981.
En 1992, SONY a commencé la production de masse de batteries lithium-ion civiles.
En 1998, un grand nombre de batteries lithium-ion carrées ont été mises sur le marché, occupant une part de marché importante.
En 1999, la production de masse de batteries lithium-ion a commencé en Chine.
La classification des batteries au lithium
Classement par forme
Batterie au lithium cylindrique
Batterie lithium-ion cylindrique, son nom de modèle est généralement à 5 chiffres, les deux premiers chiffres sont le diamètre de la batterie, les deux chiffres du milieu sont la hauteur de la batterie et le dernier chiffre 0 représente une forme cylindrique, en millimètres.
Les piles au lithium cylindriques les plus couramment utilisées :
- Batterie au lithium 18650
- Batterie au lithium 14500
- Batterie au lithium 18500
- batterie au lithium 21700
- Batterie au lithium 26650
- Batterie au lithium 32650 (32700)
Pile au lithium carrée
La batterie au lithium carrée fait généralement référence à une batterie au lithium carrée à coque en aluminium ou en acier, largement utilisée dans l'exploration et la cartographie, les équipements médicaux et les équipements de test portables.
Classement par coque
Batterie au lithium avec boîtier en acier
La plupart des premières batteries lithium-ion avaient des boîtiers en acier. En raison du poids élevé de la coque en acier et du manque de sécurité, mais de la forte stabilité de l'acier, de nombreux fabricants ont optimisé la structure de conception grâce à des soupapes de sécurité, des PTC et d'autres dispositifs au cours de la période ultérieure, ce qui a considérablement augmenté ses performances de sécurité. Et certains remplacent directement la coque en acier, en utilisant une coque en aluminium et un emballage souple, comme la batterie de téléphone portable actuelle.
Batterie au lithium à coque en aluminium
Les batteries lithium-ion à coque en aluminium sont légèrement meilleures que les batteries lithium-ion à coque en acier en raison de leur poids plus léger et de leur sécurité.
Batterie au lithium à emballage souple
En raison de leur légèreté, de leur faible coût d'ouverture de moule et de leur grande sécurité, les batteries lithium-ion à emballage flexible augmentent progressivement leur part de marché.
Classification par le matériau de l'électrode positive
Il existe actuellement quatre types de matériaux cathodiques utilisés dans les batteries lithium-ion :
- Batterie au lithium-oxyde de cobalt
- Batterie lithium-manganate
- Batterie lithium fer phosphate
- Batterie lithium nickel cobalt manganèse (ternaire)
| Projet | Batterie au lithium-oxyde de cobalt | Nickel Cobalt Manganèse (ternaire) | Oxyde de lithium et de manganèse | Phosphate de fer au lithium |
| Densité taraudée (g/cm3) | 2.8～3.0 | 2.0～2.3 | 2.2～2.4 | 1.0～1.4 |
| Surface spécifique (m2/g) | 0,4～0,6 | 0,2～0,4 | 0,4～0,8 | 12~20 |
| Capacité en grammes ( mAh /g) | 135～140 | 140～180 | 90～100 | 130～140 |
| Plate-forme de tension (V) | 3.7 | 3.6 | 3.7 | 3.2 |
| Performances des cycles | ≥500 fois | ≥500 fois | ≥300 fois | ≥2000 fois |
| Performances de sécurités | Différence | mieux | bien | excellent |
| Champs applicables | Petites et moyennes piles | Petite batterie/petite batterie de puissance | Power Battery, une batterie à petit prix | Batterie d'alimentation/alimentation super-capacité |
Classification par électrolyte
Batteries au lithium-ion liquide
La batterie lithium-ion liquide utilise un électrolyte liquide et l'électrolyte est un solvant organique + sel de lithium.
chemin
La batterie lithium-ion polymère est remplacée par un électrolyte polymère solide. Ce polymère peut être « sec » ou « colloïdal ». Actuellement, la plupart des électrolytes colloïdaux polymères sont utilisés. La matrice du polymère est principalement composée de HFP-PVDF, PEO, PAN et PMMA.
Batterie lithium-ion tout solide
"Batterie au lithium à l'état solide" est une batterie au lithium dans laquelle les électrodes et les matériaux d'électrolyte utilisés dans la plage de température de travail sont solides et ne contiennent aucun composant liquide, de sorte que le nom complet est "batterie au lithium à électrolyte à l'état solide ”.
Domaines d'application des batteries au lithium
Biens de consommation
Principalement utilisé dans les produits numériques, les téléphones portables, l'alimentation mobile, les ordinateurs portables et autres équipements électroniques. Les batteries au lithium 18650 et les batteries au lithium polymère sont couramment utilisées.
Domaine industriel
Principalement utilisé dans l'électronique médicale, le stockage d'énergie photovoltaïque, les infrastructures ferroviaires, les communications de sécurité, l'exploration et la cartographie, et d'autres domaines. Les batteries au lithium de stockage d'énergie / d'alimentation, les batteries au lithium fer phosphate, les batteries au lithium polymère et les batteries au lithium 18650 sont couramment utilisées.
Domaine spécial
Principalement utilisé dans l'aérospatiale, les navires, la navigation par satellite, la physique des hautes énergies et d'autres domaines. Les batteries au lithium à très basse température, les batteries au lithium à haute température, les batteries au titanate de lithium, les batteries au lithium antidéflagrantes, etc. sont couramment utilisées.
Paramètres de la batterie au lithium
Tension
Tension normale
La différence de potentiel entre les électrodes positive et négative de la batterie au lithium est appelée tension nominale de la batterie au lithium. La tension nominale est déterminée par le potentiel d'électrode du matériau de la plaque et la concentration de l'électrolyte interne.
Tension en circuit ouvert
La tension aux bornes de la batterie au lithium à l'état de circuit ouvert est appelée tension de circuit ouvert. La tension de circuit ouvert d'une batterie au lithium est égale à la différence entre le potentiel d'électrode de réduction de l'électrode positive et le potentiel d'électrode négative de la batterie au lithium.
Tension de fonctionnement
La tension de fonctionnement fait référence à la tension affichée pendant le processus de décharge après que la batterie au lithium est connectée à la charge, également appelée tension de décharge. La tension de travail au début de la décharge de la batterie au lithium est appelée tension initiale.
Tension recommandée pour les batteries au lithium :
- Batterie lithium 12V
- Batterie lithium 24V
- Batterie lithium 36V
- Batterie lithium 48V
Capacité
La quantité d'électricité qu'une batterie au lithium peut fournir dans certaines conditions de décharge est appelée la capacité d'une batterie au lithium, qui est représentée par le symbole C. L'unité couramment utilisée est l'ampère-heure, abrégé en ampère-heure (Ah) ou milliampère -heure (mAh).
La capacité d'une batterie au lithium est affectée par le matériau de cathode utilisé, la température de la batterie, le taux de décharge et la tension.
Résistance interne
La résistance interne de la batterie au lithium fait référence à la résistance lorsque le courant traverse l'intérieur de la batterie au lithium, et la résistance interne affectera la tension de la batterie au lithium.
Cycle de vie
La durée de vie d'une batterie au lithium est généralement exprimée par le nombre d'utilisations, et un cycle représente un cycle complet de charge et de décharge de la batterie au lithium (c'est-à-dire que la batterie au lithium est chargée de vide à pleine, puis déchargée de plein à vide).
Remarque : Les caractéristiques de cycle des batteries au lithium sont bonnes, et généralement, environ 80% de la capacité peuvent être maintenues après 500 cycles.
Taux de décharge
Le taux de décharge fait référence à l'amplitude du courant de la batterie au lithium pendant la décharge, qui est généralement exprimée par C, et exprimée par la formule :
Taux de décharge = courant de décharge / capacité nominale
Remarque : étant donné que les batteries au lithium utilisent des électrolytes à base de solvants organiques, la conductivité n'est généralement que de quelques pour cent de celle des électrolytes des batteries au plomb ou alcalines. Par conséquent, lorsque la batterie lithium-ion est déchargée à un courant important, il est trop tard pour reconstituer le Li+ à partir de l'électrolyte et une chute de tension se produira.
Température de fonctionnement
La température de fonctionnement de la batterie au lithium fait référence à l'environnement et à la température de la batterie elle-même à laquelle la batterie au lithium peut s'adapter lorsqu'elle peut maintenir un fonctionnement normal de charge et de décharge.
Lorsque la batterie au lithium est à basse température, la plate-forme de décharge est réduite dans une certaine mesure. Lorsque la température est élevée, les performances du cycle de la batterie seront affectées et la batterie gonflera légèrement. Par conséquent, la batterie est généralement recommandée pour fonctionner dans la plage de 0 à 40 °C.
Batterie au lithium et batterie au plomb, batterie NiMH
| Projet | Batterie au lithium | Batteries au plomb | Piles NiMH |
| La densité d'énergie (wh/kg) | 200~260wh/kg | 50~70wh/kg | 40~70wh/kg |
| Tension en circuit ouvert (v) | 3.6V | 2.0V | 1.2V |
| Cycle de vie (temps) | 300-2500 | 400-600 | 300-350 |
| vitesse de charge | rapide | lent | très lent |
| effet mémoire | aucun | aucun | Ont |
| Performance environnementale | moins de pollution | forte pollution | faible pollution |
Batterie au lithium de stockage d'énergie
Le pack de batteries au lithium de stockage d'énergie fait référence au traitement et à l'assemblage de batteries au lithium, principalement pour traiter des cellules, des panneaux de protection, des BMS, des feuilles de connexion, du papier d'étiquette, etc. dans les produits requis par les clients via le processus de PACK de batteries.
Cliquez ici pour voir les batteries au lithium de stockage d'énergie Sunket.
Test de sécurité de la batterie au lithium
Les meilleures batteries au lithium répondent à la norme de sécurité UL2054 (batteries au lithium) et passent les tests suivants :
Test de performance électrique
- Essai de court-circuit
- Test de charge anormal
- Test de surcharge forcée
- Essai de décharge forcée
- Test de tension limitée
Essai mécanique
- Essai d'écrasement
- Test de vibration
Essai périphérique
- Test de relâchement de la pression de coulée
- Essai de combustion
- Essai au jet
Essai environnemental
- Essai de chauffage
- Essai de cycle thermique
Transport de batterie au lithium
Les méthodes de transport des batteries au lithium comprennent le transport aérien, maritime et terrestre. Les plus couramment utilisés sont le transport aérien et le transport maritime.
Étant donné que le lithium est un métal particulièrement sujet aux réactions chimiques, il est facile à dilater et à brûler, de sorte que les batteries au lithium sont sujettes à la combustion et à l'explosion en raison d'un emballage et d'un transport inappropriés.
Exigences d'emballage pour les batteries au lithium :
- Il doit être emballé dans l'emballage de spécification UN spécifié dans le code des marchandises dangereuses DGR conformément aux instructions d'emballage applicables, et le numéro correspondant doit être entièrement affiché sur l'emballage.
- Des étiquettes de danger de classe 9 doivent être apposées.
- Le formulaire de déclaration de marchandises dangereuses doit être rempli et le certificat de colis dangereux correspondant doit être fourni.
Exigences d'expédition pour les piles au lithium :
- La batterie doit satisfaire aux exigences de test UN 38.3 et au test de chute de 1,2 m.
- Le document de déclaration de marchandises dangereuses fourni doit porter le numéro ONU.
- Les piles doivent être protégées contre les courts-circuits et dans le même emballage pour éviter tout contact avec des substances conductrices pouvant provoquer des courts-circuits.
- Pour éviter les fortes vibrations lors de la manutention, utilisez des cornières de protection pour protéger les côtés verticaux et horizontaux de la palette.
Comment utiliser correctement les piles au lithium
Stockage de la batterie au lithium :
Les conditions de stockage les plus critiques pour les batteries au lithium sont la température et l'humidité. Il est recommandé de les stocker dans un environnement à une température de 20 °C. Faites attention à l'humidité et à l'humidité et ne laissez pas les piles au lithium dans un état déchargé. Ne pas presser, entrer en collision et ne pas stocker dans des endroits avec une forte électricité statique et des champs magnétiques puissants.
Chargement et déchargement de la batterie au lithium :
Ne surchargez pas, n'utilisez pas de chargeurs de qualité inférieure et n'utilisez pas aveuglément des chargeurs à haut débit. Ne déchargez pas plus de 80% de la capacité de la batterie.
Français 
English 
Español 
Deutsch 
Italiano 
Polski 
Română