Batteries lithium-ion

Pendant longtemps, un accumulateur d'acide a été le seul appareil capable de fournir des objets et des mécanismes autonomes avec du courant électrique. Malgré le courant maximum élevé et la résistance interne minimale, ces batteries présentaient un certain nombre d'inconvénients qui limitaient leur utilisation dans des appareils consommant une grande quantité d'électricité ou dans des espaces clos. À cet égard, les batteries lithium-ion sont dépourvues de nombreuses qualités négatives de leurs prédécesseurs, bien qu'elles présentent des inconvénients.

Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion

Les premières batteries au lithium sont apparues il y a 50 ans. Ces produits étaient une batterie ordinaire dans laquelle une anode au lithium était installée pour augmenter le niveau de puissance. Ces produits avaient des caractéristiques opérationnelles très élevées, mais l'un des inconvénients les plus graves était la forte probabilité d'inflammation du lithium pendant la surchauffe de la cathode. Compte tenu de cette caractéristique, les scientifiques ont au fil du temps remplacé l'élément pur par des ions métalliques, ce qui a considérablement accru la sécurité.

Les batteries li-ion modernes sont très fiables et capables de supporter un grand nombre de cycles de charge-décharge. Ils ont un effet mémoire minimal et un poids relativement faible. En raison de ces propriétés, une batterie au lithium est largement utilisée dans de nombreux appareils. Le produit peut être utilisé comme batterie, sous forme de batteries pour les appareils électroménagers, ainsi que comme source d'énergie de traction très efficace.

Aujourd'hui, de tels appareils présentent plusieurs inconvénients:

• coût élevé;
• n'aime pas les décharges profondes;
• peut mourir à basse température;
• perdre de la capacité lors d'une surchauffe.

En tant qu'analogues plus avancés, vous pouvez trouver polymère de lithium ou titanate de lithium batteries, mais ils coûtent beaucoup plus cher.

Comment est la production de batteries li-ion

Les batteries lithium-ion sont produites en plusieurs étapes:

1. La fabrication d'électrodes.
2. Combinaison d'électrodes dans une batterie.
3. Installation de la carte de protection.
4. Installez la batterie dans le boîtier.
5. Remplissage d'électrolyte.
6. Test et charge.

À toutes les étapes de la production, des mesures technologiques et de sécurité doivent être suivies, ce qui vous permet en fin de compte d'obtenir un produit de qualité.

En tant que cathode dans les batteries lithium-ion, une feuille est utilisée avec une substance contenant du lithium déposée à sa surface.

Les composés de lithium suivants peuvent être utilisés, selon le but de la batterie:

• LiCoO2;
• LiFePO4;
• LiNiO2;
• LiMn2O4.

Dans la fabrication de sources d'alimentation cylindriques de tailles AA et AAA, l'électrode principale est torsadée en un rouleau qui est séparé de l'anode par un séparateur. Avec une grande surface de la cathode, dont le film a une épaisseur minimale, il est possible d'obtenir une intensité énergétique élevée du produit.

Le principe de fonctionnement et la batterie li-ion de l'appareil

La batterie lithium-ion fonctionne comme suit:

1. Lorsqu'un courant électrique constant est fourni aux contacts de la batterie, les cations lithium se déplacent dans le matériau de l'anode.
2. Pendant la décharge, les ions lithium quittent l'anode et pénètrent dans le diélectrique jusqu'à une profondeur de 50 nm.

Dans la «durée de vie» d'une batterie lithium-ion, de tels cycles peuvent atteindre 3 000, tandis que la batterie peut dégager presque tout le courant électrique accumulé pendant la charge.Une décharge profonde ne conduit pas à l'oxydation des plaques, ce qui distingue favorablement ces produits par rapport aux batteries acides.

Toutes les batteries Li-ion ne tolèrent pas bien les décharges profondes. Si une telle batterie est installée dans le téléphone ou l'appareil photo (type AAA), alors lorsque la batterie est profondément déchargée, la carte contrôleur bloquera la possibilité de charger la batterie pour des raisons de sécurité, par conséquent, elle ne peut pas être chargée sans un chargeur spécial. S'il s'agit d'une batterie au lithium de traction pour un moteur hors-bord, une décharge profonde ne lui fera pas peur du tout.

Contrairement aux batteries à doigts, les batteries complexes sont constituées de plusieurs sources d'électricité distinctes connectées en parallèle ou en série. La méthode de connexion dépend de l'indicateur d'électricité à augmenter.

Tailles et types de batteries li-ion

Les batteries au lithium-ion sont répandues. Ces sources de courant électrique sont utilisées dans divers appareils ménagers, gadgets et même des voitures. De plus, des batteries lithium-ion industrielles sont fabriquées, qui ont une grande capacité et une haute tension. Les plus populaires sont les types de batteries au lithium suivants:

Les deux premiers chiffres de ces désignations indiquent le diamètre du produit, la deuxième paire - la longueur. Le dernier «0» est défini si les piles sont cylindriques.

Outre les batteries cylindriques, l'industrie produit également des batteries du type "Krone"Tension 9v et batteries industrielles puissantes avec une tension de 12v, 24v, 36v et 48v.

Selon les éléments ajoutés au produit, les marquages ​​suivants peuvent apparaître sur le boîtier de la batterie:

• ICR - contenant du cobalt;
• IMR - - - - manganèse;
• INR - - - - nickel et manganèse;
• NCR - - - - nickel et cobalt.

Les batteries au lithium diffèrent non seulement par leur taille et leurs additifs chimiques, mais principalement par leur capacité et leur tension. Ces deux paramètres déterminent la possibilité de leur utilisation dans différents types d'appareils électriques.

Où sont utilisées les batteries Li-ion?

Les batteries au lithium-ion n'ont pas d'alternative lorsque vous avez besoin d'une batterie capable de fournir de l'électricité presque à plein volume et d'effectuer un grand nombre de cycles de charge / décharge sans réduire la capacité. L'avantage de tels dispositifs est leur poids relativement faible, car il n'est pas nécessaire d'utiliser des grilles de plomb dans de tels dispositifs.

Compte tenu des caractéristiques de haute performance, ces produits peuvent être utilisés:

1. Comme batteries de démarrage. Les batteries au lithium pour voitures deviennent moins chères chaque année, grâce à de nouveaux développements qui peuvent réduire les coûts de production. Malheureusement, le prix de ces batteries peut être très élevé, c'est pourquoi de nombreux propriétaires de voitures ne peuvent pas se permettre une telle batterie. Les inconvénients des batteries au lithium-ion incluent une baisse de puissance importante à des températures inférieures à moins 20 degrés, de sorte que le fonctionnement de ces produits dans les régions du nord sera impossible.
2. Comme dispositifs de traction. Du fait que les batteries lithium-ion transportent facilement une décharge profonde, elles sont souvent utilisées comme traction pour les moteurs électriques des bateaux. Si la puissance du moteur n'est pas trop élevée, une charge suffit pour 5-6 heures de fonctionnement continu, ce qui est assez suffisant pour pêcher ou faire une excursion en bateau. Des batteries lithium-ion de traction sont également installées sur divers équipements de chargement (gerbeurs électriques, chariots élévateurs électriques) fonctionnant dans des espaces clos.
3. Dans les appareils électroménagers. Les batteries au lithium-ion sont utilisées dans divers appareils ménagers au lieu des batteries standard. Ces produits ont une tension de 3,6 à 3,7 volts, mais il existe des modèles qui peuvent remplacer une batterie ordinaire au sel ou alcaline par 1,5 Volt.Vous pouvez également rencontrer des batteries 3v (15270, CR2), qui peut être installé au lieu de 2 piles standard.

Ces produits sont principalement utilisés dans des appareils puissants dans lesquels les batteries au sel conventionnelles se déchargent très rapidement.

Mode d'emploi de la batterie Li-ion

La durée de vie d'une batterie au lithium est affectée par de nombreux facteurs, dont la connaissance augmentera considérablement la ressource. Lorsque vous utilisez ce type de batterie, vous devez:

1. Essayez de ne pas laisser la batterie s'épuiser complètement. Malgré la haute résistance de la batterie à un tel impact, il est conseillé de ne pas en extraire tous les «jus». Une attention particulière doit être portée lors de l'utilisation de telles batteries avec un onduleur et des moteurs électriques haute puissance. Si une décharge complète de la batterie s'est produite, il est nécessaire de la faire revivre immédiatement, c'est-à-dire de la connecter à un chargeur spécial. La batterie peut également être secouée après un long séjour dans un état de décharge profonde, pour laquelle il est nécessaire d'effectuer une charge de haute qualité pendant 12 heures, puis de décharger la batterie.
2. Ne surchargez pas. La surcharge affecte négativement les performances du produit. Le contrôleur intégré n'est pas toujours en mesure d'éteindre la batterie à temps, en particulier lorsque la charge est effectuée dans une chambre froide.

En plus de la surcharge et de la décharge excessive, la batterie doit être protégée contre les influences mécaniques excessives, ce qui peut conduire à une dépressurisation du boîtier et à un incendie des composants internes de la batterie. Pour cette raison, il est interdit de poster des batteries dont la teneur en lithium pur dépasse 1 g.

Comment stocker les batteries lithium-ion

S'il y a un besoin de stockage à long terme des batteries lithium-ion, pour minimiser l'impact négatif sur les produits, vous devez respecter les recommandations suivantes:

1. Conservez le produit uniquement dans un endroit frais et sec.
2. La batterie doit être retirée de l'appareil électrique.
3. La batterie doit être chargée avant la conservation. La tension minimale à laquelle les processus de corrosion interne ne se formeront pas est égale à 2,5 volts pour 1 cellule.

Compte tenu de la faible auto-décharge de ces batteries, il est possible de stocker la batterie de cette manière pendant plusieurs années, mais pendant cette période, la capacité de l'élément diminuera inévitablement.

Mise au rebut des batteries lithium-ion

Les batteries au lithium-ion contiennent des substances dangereuses pour la santé, elles ne doivent donc en aucun cas être démontées à la maison. Une fois la batterie épuisée, elle doit être retournée pour un traitement ultérieur. Dans les centres d'accueil spécialisés, vous pouvez recevoir une compensation monétaire pour une vieille batterie au lithium, car ces produits contiennent des éléments coûteux qui peuvent être réutilisés.