Introduction de la batterie au lithium pour vélo électrique

Brève introduction de de batteries au lithium types

Les batteries lithium-ion peuvent être divisées en deux catégories : les batteries lithium-ion liquide (LIB) et les batteries lithium-ion polymère (LIP en abrégé). Les batteries lithium-ion polymère peuvent être divisées en batteries lithium-ion à électrolyte polymère solide, batteries lithium-ion à électrolyte polymère gel et batteries lithium-ion fabriquées à partir de matériaux cathodiques polymères ; Selon les matériaux cathodiques, il est divisé en cobaltate de lithium, manganate de lithium, nickelate de lithium, matériaux ternaires, phosphate de fer lithium, etc. La plupart des alimentations mobiles sont constituées de manganate de lithium. Comme nos batteries de téléphones portables habituelles, beaucoup d’entre elles sont constituées de manganate de lithium et de cobaltate de lithium.

À l'heure actuelle, les matériaux dominants sur le marché des véhicules électriques sont les batteries au lithium ternaire (manganate de lithium-nickel-cobalt (nichomn) O2), le manganate de lithium (LiMn2O4) et le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4). À l'heure actuelle, les matériaux d'anode les plus prometteurs utilisés dans les batteries lithium-ion de puissance sont principalement le manganate de lithium modifié (LiMn2O4), le phosphate de fer lithium (LiFePO4) et le manganate de lithium-nickel-cobalt (Li (Ni, Co, Co, Li). Le polymère ternaire d'une batterie au lithium ternaire est une batterie au lithium dont le matériau d'électrode positive est du manganate de lithium-nickel-cobalt (Li(NiCoMn)O2). Le produit précurseur du matériau d'électrode positive composite ternaire prend du nickel. Le sel, le sel de cobalt et le sel de manganèse comme matières premières, et le rapport nickel-cobalt-manganèse peut être ajusté en fonction des besoins réels. Par rapport à la batterie au lithium-cobaltate, la batterie avec un matériau ternaire comme électrode positive a une sécurité plus élevée, une capacité et une sécurité équilibrées, et de meilleures performances de cycle que le cobaltate de lithium normal. Au début, pour des raisons techniques, sa tension nominale n'était que de 3,5 à 3,6 V, ce qui limitait sa plage d'application. structure, la tension nominale de la batterie a atteint 3,7 V et sa capacité a atteint ou dépassé le niveau de la batterie au lithium-oxyde de cobalt. SANYO, PANASONIC, SONY, LG et SAMSUNG, les cinq grandes marques mondiales de batteries, ont introduit des batteries ternaires. Un nombre considérable de gammes de batteries pour ordinateurs portables ont remplacé les précédentes batteries au lithium-cobaltate par des batteries ternaires. et s'est tourné vers les batteries ternaires. À l'heure actuelle, la plupart des petites batteries à haut débit au pays et à l'étranger utilisent des matériaux de cathode ternaire. La batterie au lithium-manganate est une batterie dont l'électrode positive est en manganate de lithium. La tension nominale de la batterie au lithium-manganate est de 2,5 ~ 4,2 V. 

La batterie au lithium manganate a une tension nominale de 3,7 V, la résistance interne du produit fini est ≤ 200 mω et la taille du produit est maximale de 19,2 * 56,5 * 69,5 mm.

Le matériau de cathode a un faible coût, une bonne sécurité et des performances à basse température, mais son matériau lui-même est instable et facile à décomposer pour générer du gaz, il est donc principalement utilisé en mélange avec d'autres matériaux pour réduire le coût des batteries. Cependant, sa durée de vie diminue rapidement, il est sujet au gonflement, ses performances à haute température sont médiocres et sa durée de vie est relativement courte. Il est principalement utilisé pour les batteries de grande et moyenne taille et les batteries de puissance, et sa tension nominale est de 3,7 V. Les problèmes courants, tels que les batteries gonflées et les flatulences, sont l'écoulement de l'électrolyte.

Le nom complet de la batterie au lithium fer phosphate est batterie lithium fer phosphate lithium-ion, qui est trop longue. Parce que ses performances sont particulièrement adaptées aux applications de puissance, le mot « puissance » est ajouté à son nom, à savoir batterie de puissance au lithium fer phosphate. Certaines personnes l'appellent également « batterie au lithium fer (LiFe) ».

Sortie à haut rendement : la décharge standard est de 2 ~ 5 C, la décharge continue à courant élevé peut atteindre 10 C et la décharge par impulsion instantanée (10 S) peut atteindre 2 ~ 5 C ;

Bonnes performances à haute température : la température interne atteint 95 ℃ lorsque la température externe est de 65 ℃, et la température peut atteindre 160 ℃ lorsque la batterie est déchargée, de sorte que la structure de la batterie est sûre et intacte ;

Même si l'intérieur ou l'extérieur de la batterie est endommagé, la batterie ne brûle pas, n'explose pas et offre la meilleure sécurité ;

Excellente durée de vie, après 500 cycles, sa capacité de décharge est encore supérieure à 95 % ; La durée de vie de la batterie doit être de 800 à 2 000 fois.

Une décharge excessive jusqu'à zéro volt n'est pas endommagée ;

Peut être chargé rapidement ;

Faible coût;

La batterie au lithium fer phosphate de même taille et capacité représente 1/3 de celle d'une batterie au plomb et 1/3 de celle d'une batterie au plomb.

Il n'y a aucune pollution pour l'environnement. La batterie ne contient pas de métaux lourds ni de métaux rares (les batteries Ni-MH ont besoin de métaux rares), est non toxique (certification SGS réussie), est non polluante, est conforme à la réglementation européenne ROHS et est une batterie absolument verte. Cependant, les batteries au plomb contiennent une grande quantité de plomb, ce qui entraînera toujours une pollution secondaire de l'environnement si elles ne sont pas éliminées correctement après avoir été jetées, tandis que les matériaux au lithium et au phosphate de fer ne sont pas pollués pendant la production et l'utilisation.

Comparaison de la batterie au lithium ternaire et de la batterie au lithium fer phosphate

En utilisant la même structure de batterie, des matériaux ternaires et des matériaux au lithium fer phosphate ont été sélectionnés pour fabriquer des batteries, et les tests de décharge, de charge et de cyclage ont été effectués dans différentes conditions. Les matériaux ternaires présentent des avantages en termes de taux de charge, de taux de décharge et de performances de décharge à différentes températures, tandis que les matériaux au lithium fer phosphate ont de meilleures performances de cyclage et peuvent toujours conserver plus de 80 % de la capacité initiale après 5 000 cycles à 1 C. La batterie au lithium fer phosphate est également supérieure aux matériaux ternaires en termes de sécurité.

Par exemple, de manière conventionnelle, la durée de vie d'une cellule unique d'une batterie au lithium ternaire est de 800 fois supérieure et la durée de vie d'une batterie de groupe est de 400 à 500 fois ; Bonnes performances à basse température. La durée de vie de la cellule de batterie au lithium-fer est de 2 000 fois et la durée de vie de la batterie de groupe est de 800 à 1 000 fois ; Les batteries au lithium fer sont disponibles en cylindres 18650 (cylindriques et légèrement plus grandes que les batteries au lithium ternaires), ainsi que dans des emballages souples.

Inconvénients de la batterie au lithium fer phosphate : la densité de prise de l'électrode positive de la batterie au lithium fer phosphate est faible et la densité est généralement d'environ 0,8 à 1,3. Gros volume.

 Mauvaise conductivité, taux de diffusion lent des ions lithium et faible capacité spécifique réelle lors de la charge et de la décharge à des moments élevés. Les performances à basse température de la batterie au lithium fer phosphate sont médiocres. (dans un environnement particulièrement froid, comme le froid de l'hiver en Europe, l'électricité ne peut pas être libérée à des températures supérieures à -10 ℃).

Stockage et entretien des batteries au lithium

Il est préférable de décharger la batterie au lithium partiellement plutôt que complètement et d'essayer d'éviter des décharges complètes fréquentes. Il est préférable de débrancher la batterie immédiatement après qu'elle soit complètement chargée.

Le taux de vieillissement de la batterie au lithium est déterminé par la température et l’état de charge. Le tableau suivant illustre la réduction de la capacité de la batterie selon deux paramètres.

Température charge 40% charge 100%

       0°C                              Capacité de 98 % après un an Capacité de 94 % après un an 

      25°C                             Capacité 96 % après un an Capacité 80 % après un an             

      40°C                             85 % de capacité après un an 65 % de capacité après un an  

      60°C 75 % de capacité après un an 60 % de capacité après trois mois

Entretien : la batterie ternaire au lithium est trop déchargée, et la batterie est également endommagée lorsque la tension est trop basse. Il est recommandé de l'entretenir tous les trois mois. Si possible, essayez de charger la batterie à 40 % et conservez-la dans un endroit frais. De cette manière, le circuit de protection de la batterie peut fonctionner pendant une longue période de stockage. Si la batterie est placée à haute température après avoir été complètement chargée, cela causera de graves dommages à la batterie.

Stockage : Stockage de courte durée : Stockez la batterie dans un endroit sec et non corrosif avec une température et une humidité comprises entre -20 C et 35 C 65 20 %. Si la température et l'humidité sont supérieures ou inférieures à cette température et humidité, les parties métalliques de la batterie rouilleront ou la batterie fuira. 

Stockage à long terme : Comme le stockage à long terme accélère l'autodécharge et la passivation des substances actives de la batterie, la température et l'humidité ambiantes doivent être comprises entre 10 C et 30 C 65 20 %. Dans le même temps, afin de réduire l'impact négatif de l'autodécharge et de la passivation des substances actives provoqués par un stockage à long terme (par exemple plus d'un an), la batterie doit être chargée et déchargée une fois tous les trois mois pour restaurer ses performances d'origine.

Durée de vie : dans des circonstances normales, la meilleure température de service de la batterie au lithium est de 20 ~ 25 ℃, donc dans des conditions de température inférieure, la durée de vie de la batterie au lithium sera réduite de moitié. Si la durée de vie normale est de 500 cycles, la température inférieure ne peut être que inférieure à 300 fois. Si la température dépasse -20℃, la batterie ternaire ne peut pas être utilisée du tout. Si la température dépasse -10 ℃, la capacité de la batterie au lithium fer ne sera pas libérée.