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

Table des matières

La plupart des gens savent que la batterie au lithium a une longue durée de vie et une caractéristique de charge plus rapide. Mais qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion ? Quel est l'avantage de la technologie au lithium par rapport à la batterie au plomb ? Combien de temps dure une batterie au lithium ? Voici la connaissance que vous voudrez peut-être connaître. Plongeons-nous !

structure de la batterie au lithium

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

Batteries lithium-ion sont principalement composés de quatre matériaux : matériau d'électrode positive, matériau d'électrode négative, séparateur et électrolyte !

La "batterie au lithium" est un type de batterie qui utilise du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau d'électrode négative et utilise une solution d'électrolyte non aqueuse. En 1912, la pile au lithium métal a été proposée et étudiée pour la première fois par Gilbert N. Lewis. Dans les années 1970, MS WhitTIngham a proposé et commencé à étudier les batteries lithium-ion. En raison des propriétés chimiques très actives du lithium métal, le traitement, le stockage et l'utilisation du lithium métal ont des exigences environnementales très élevées. Par conséquent, les piles au lithium n'ont pas été utilisées depuis longtemps. Avec le développement de la science et de la technologie, les batteries au lithium sont devenues le courant dominant. Les batteries au lithium peuvent être grossièrement divisées en deux catégories : les batteries au lithium métal et les batteries au lithium-ion. Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de lithium à l'état métallique et sont rechargeables. La cinquième génération de batteries rechargeables, les batteries au lithium métal, est née en 1996, et sa sécurité, sa capacité spécifique, son taux d'autodécharge et son rapport performance-prix sont meilleurs que les batteries lithium-ion.

En 1970, MS WhitTIngham d'Exxon a utilisé du sulfure de titane comme matériau d'électrode positive et du lithium métallique comme matériau d'électrode négative pour fabriquer la première batterie au lithium. Le matériau d'électrode positive de la batterie au lithium est le dioxyde de manganèse ou le chlorure de thionyle, et l'électrode négative est le lithium. Une fois la batterie assemblée, la batterie est sous tension et n'a pas besoin d'être chargée. Les batteries Li-ion sont développées à partir de batteries au lithium. Par exemple, les piles bouton utilisées dans les appareils photo dans le passé sont des piles au lithium. Ce type de batterie peut également être chargé, mais les performances du cycle ne sont pas bonnes. Les cristaux de lithium se forment facilement pendant le cycle de charge et de décharge, ce qui entraîne un court-circuit à l'intérieur de la batterie. Par conséquent, la charge de ce type de batterie est généralement interdite.

En 1980, J. Goodenough a découvert que l'oxyde de lithium-cobalt pouvait être utilisé comme matériau de cathode pour les batteries lithium-ion.

En 1982, RRAgarwal et JRSelman de l'Illinois Institute of Technology (Illinois Institute of Technology) ont découvert que les ions lithium ont les caractéristiques du graphite intercalant, qui est rapide et réversible. Dans le même temps, les risques pour la sécurité des batteries au lithium constituées de lithium métallique ont attiré beaucoup d'attention. Par conséquent, les gens ont essayé d'utiliser les caractéristiques des ions lithium intégrés dans le graphite pour fabriquer des batteries rechargeables. La première électrode en graphite lithium-ion utilisable a été testée avec succès aux laboratoires Bell.

En 1983, M. Thackeray, J. Goodenough et d'autres ont découvert que le spinelle de manganèse est un excellent matériau de cathode, avec un prix bas, une stabilité et une excellente conductivité électrique et conductivité au lithium. Sa température de décomposition est élevée et sa propriété oxydante est bien inférieure à celle de l'oxyde de lithium et de cobalt. Même en cas de court-circuit ou de surcharge, le danger de brûlure et d'explosion peut être évité.

En 1989, A.Manthiram et J.Goodenough ont découvert qu'une électrode positive avec un anion polymère produirait une tension plus élevée.

En 1992, Sony Corporation du Japon a inventé une batterie au lithium avec un matériau en carbone comme électrode négative et un composé contenant du lithium comme électrode positive. Pendant le processus de charge et de décharge, il n'y a pas de lithium métallique, uniquement des ions lithium. Il s'agit d'une batterie lithium-ion. Par la suite, les batteries lithium-ion ont révolutionné le visage de l'électronique grand public. De telles batteries utilisant de l'oxyde de lithium-cobalt comme matériau d'électrode positive sont toujours la principale source d'alimentation pour les appareils électroniques portables.

En 1996, Padhi et Goodenough ont découvert que les phosphates à structure olivine, tels que le phosphate de fer au lithium (LiFePO4), sont plus sûrs que les matériaux cathodiques traditionnels, en particulier la résistance aux hautes températures, et leur résistance aux surcharges dépasse de loin celle des matériaux traditionnels des batteries lithium-ion. Par conséquent, il est devenu le matériau de cathode de batterie au lithium courant pour la décharge à courant élevé. Tout au long de l'histoire du développement des batteries, nous pouvons voir trois caractéristiques du développement actuel de l'industrie mondiale des batteries. L'un est le développement rapide de batteries vertes et respectueuses de l'environnement, notamment les batteries lithium-ion, les batteries nickel-hydrogène, etc.; le second est la transformation des batteries primaires en batteries, qui s'inscrit dans une logique de développement durable. Stratégie de développement; troisièmement, la batterie est encore développée dans le sens des petits, légers et minces. Parmi les batteries rechargeables commerciales, les batteries lithium-ion ont l'énergie spécifique la plus élevée, en particulier les batteries lithium-ion polymère, qui peuvent permettre d'amincir les batteries rechargeables. Parce que les batteries lithium-ion ont une énergie spécifique de volume et une énergie spécifique de masse élevées, sont rechargeables et sans pollution, et présentent trois caractéristiques majeures du développement actuel de l'industrie des batteries, elles se sont développées rapidement dans les pays développés. Le développement des marchés des télécommunications et de l'information, en particulier l'utilisation intensive des téléphones portables et des ordinateurs portables, a créé des opportunités de marché pour les batteries lithium-ion. La batterie lithium-ion polymère dans la batterie lithium-ion remplacera progressivement la batterie lithium-ion à électrolyte liquide avec ses avantages uniques en matière de sécurité et deviendra le courant dominant de la batterie lithium-ion. La batterie lithium-ion polymère est connue comme "la batterie du 21e siècle", qui ouvrira une nouvelle ère de batteries de stockage, et les perspectives de développement sont très optimistes.

Comment construire une batterie lithium-ion ?

Image de la ligne de production de batteries au lithium

tout d'abord, la composition du matériau de la batterie au lithium

Quatre matériaux principaux : matériau d'électrode positive, matériau d'électrode négative, diaphragme, électrolyte

Matériaux auxiliaires : NMP, feuille de cuivre, feuille d'aluminium, coque en aluminium, agent conducteur, adhésif, autre (EMD), etc.

Deuxièmement, le processus de production

Le processus de fabrication des batteries au lithium peut être divisé en quatre processus principaux : la préparation des électrodes, l'assemblage de la cellule, la détection d'activation et l'assemblage de la batterie. Parmi eux, la production d'électrodes comprend également la production d'électrodes positives et d'électrodes négatives, et les principaux liens comprennent les étapes de dosage, d'agitation, de revêtement, de laminage, de refendage et de languettes.

Troisièmement, l'équipement requis pour la production

Selon le processus de production des batteries lithium-ion, l'équipement de batterie au lithium peut être principalement divisé en équipement frontal, équipement intermédiaire et équipement principal.

L'équipement frontal est principalement destiné au processus de production d'électrodes, y compris les mélangeurs sous vide, les machines de revêtement, les presses à rouleaux et les machines de refendage. Le processus de revêtement nécessite que la suspension agitée soit uniformément appliquée sur le métal et que l'épaisseur soit précise à moins de 3 μm. Il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de bavure à la surface de la tranche, sinon cela aura un grand impact sur le processus ultérieur. Par conséquent, l'équipement frontal est l'équipement de base de la fabrication de batteries, qui est lié à la qualité de l'ensemble de la chaîne de production.

L'équipement de milieu de gamme couvre principalement le processus d'assemblage des cellules, notamment les bobineuses ou les machines de laminage, les machines de décorticage des cellules, les machines d'injection de liquide et les équipements de scellage et de soudage.

L'équipement principal couvre principalement des processus tels que l'activation et la formation des cellules, la détection de la distribution de capacité et l'assemblage en blocs-batteries. Relativement parlant, les équipements intermédiaires et principaux tels que la coque, le scellage, les tests et autres machines sont relativement simples et les exigences techniques ne sont pas élevées.

Quelle est l'application de la batterie au lithium?

Il est principalement divisé en trois parties : numérique, puissance et stockage d'énergie.

Catégories numériques : téléphones mobiles, tablettes, ordinateurs portables, jouets électriques, MP3/MP4, écouteurs, batteries externes, modèles réduits d'avions, alimentations mobiles, etc.

Catégorie de puissance : se réfère principalement aux véhicules électriques, Chariots Glof, Véhicules récréatifs, Machine marine, véhicules à guidage automatique (AGV) , Robots mobiles autonomes (AMR) , vélos électriques, etc.

Stockage d'énergie : principalement utilisé dans l'alimentation électrique des stations de base, le stockage d'énergie propre, le stockage d'énergie sur réseau, le système de stockage solaire domestique, etc.

On pense que les batteries au lithium seront plus largement utilisées à l'avenir

Pour plus d'informations que vous pourriez demander sur la batterie lithium-ion,

Quel est l'avantage de la batterie au lithium?

Quelles sont les performances de la batterie au lithium par rapport aux batteries au plomb ?

Combien de fois la durée de vie de la batterie au lithium ?

Quel est le top 10 des fabricants de batteries au lithium au monde ?

Les performances à basse température de la batterie au lithium se comparent-elles aux batteries au plomb?

Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest

Derniers Articles

entreprises de stockage d'énergie
blogue

10 entreprises de stockage d’énergie essentielles à connaître

Préface Les sources d'énergie renouvelables deviennent de plus en plus populaires dans le contexte mondial. Par conséquent, le marché du stockage d’énergie est inévitablement en expansion pour répondre à la demande croissante. L'Agence internationale de l'énergie a indiqué que le marché mondial du stockage d'énergie en 2021 était supérieur de plus de 20 % à celui de l'année précédente. Cette croissance représente un

Lire la suite
Batteries lithium-ion-en-série-et-parallèle-Configurations
blogue

Les batteries parallèles et en série sont-elles dangereuses ? Problèmes de sécurité explorés

L’exploration des risques de sécurité liés aux configurations de batteries en série et en parallèle est cruciale pour comprendre les complexités impliquées. De la surcharge à l'emballement thermique, ces configurations nécessitent une gestion méticuleuse pour garantir un fonctionnement sûr et une longévité. La mise en œuvre de systèmes de gestion de batterie (BMS) robustes est essentielle pour surveiller et contrôler les niveaux de tension et de courant dans chaque cellule, atténuant ainsi les risques associés.

Lire la suite
Batterie de remplacement au lithium
blogue

Interprétation des graphiques dq/dv pour l'analyse de la batterie

Plongez dans le monde de l’analyse des batteries avec l’importance de l’interprétation des graphiques dq/dv. Découvrez comment les pics sur le graphique révèlent l'état de santé, la capacité et les processus électrochimiques de la batterie. Découvrez des techniques pour améliorer l'interprétation et des applications concrètes qui mettent en valeur l'importance de l'analyse dq/dv. Des véhicules électriques aux applications aérospatiales, l’interprétation des graphiques dq/dv joue un rôle crucial

Lire la suite

3 réflexions sur "Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion ?"

  1. Votre article m'a donné beaucoup d'inspiration, j'espère que vous pourrez expliquer votre point de vue plus en détail, car j'ai quelques doutes, merci. 20bet

    1. Bonjour,

      Je vous remercie pour vos aimables paroles! Je suis heureux d'apprendre que mon article vous a inspiré. Je serais heureux de fournir des éclaircissements supplémentaires sur mes points de vue pour répondre à tous vos doutes.

      N'hésitez pas à me faire savoir sur quels aspects spécifiques vous souhaiteriez que je développe, et je ferai de mon mieux pour vous expliquer plus en détail.

      Au plaisir de vous aider davantage !

      Très cordialement,

  2. batterie au lithium-ion

    Votre écriture est une bouffée d'air frais ! Votre article est rempli d’idées et d’idées originales qui suscitent la réflexion et sont agréables. Votre style est à la fois unique et engageant, ce qui permet à votre travail de se démarquer des autres. J'ai hâte de lire davantage de votre part !

Laisser un commentaire

Votre adresse email n'apparaitra pas. Les champs obligatoires sont marqués *

Remonter en haut

demander un devis

demander un devis

Vous obtiendrez la réponse dans les 24 heures.