Concepts de base des batteries lithium-ion
May 22, 2025Concepts de base des batteries lithium-ion
1. Principes fondamentaux des batteries lithium-ion :
Prenons l’exemple du système oxyde de lithium-cobalt-graphite :
1.1 La réaction qui se produit sur l'électrode positive est :
LiCoO2 = Li1-xCoO2 xLi xe- (électron)
1.2 La réaction qui se produit sur l'électrode négative est :
6C xLi xe- (électron) = LixC6
2. Concepts de base :
tension: La tension de l'appareil électrique est de 3,0-4,2/2,5-4,2 (unité : V), lors de la décharge, la tension continue de baisser, la tension de la plate-forme fait référence à la tension qui représente la grande majorité de tout le temps de décharge, la tension nominale générale est la tension centrale de la tension de la plate-forme, près de cette tension, la tension change très lentement lors de la charge et de la décharge.
Résistance interne : La résistance totale de la batterie au courant, l'impédance électrochimique de la cellule elle-même, y compris la résistance ohmique et la résistance chimique nucléaire, et l'influence de la résistance interne sur les caractéristiques de décharge sont particulièrement évidentes (unité : mΩ) lors de la décharge à courant élevé. Plus la résistance interne est élevée, plus la batterie génère de chaleur lors de la décharge, ce qui augmente les pertes d'énergie et diminue sa capacité de sortie effective.
Capacité: Indique la quantité d'électricité que la batterie peut produire dans certaines conditions de décharge, c'est-à-dire l'intégration du courant au temps (unité : mAh ou Ah). Capacité (Q) = Courant (I) × Temps de décharge (t).
ACEY-BCT506-512H Testeur de capacité de cellules 18650 est un équipement important pour la production et les tests de batteries au lithium, son rôle principal est d'effectuer des tests de capacité et de contrôle des performances des batteries au lithium pour garantir le niveau de qualité et la cohérence de la batterie. Si vous avez des besoins, n'hésitez pas à nous contacter à tout moment.
Taux: désigne l'expression de la capacité de décharge de la cellule lorsqu'elle est déchargée selon le multiple de la capacité nominale.
Faire du vélo: fait référence au nombre de cycles pendant lesquels la batterie secondaire est chargée et déchargée selon un certain système, et ses performances sont atténuées dans une certaine mesure.
Performances de stockage : Performances de stockage. Après un certain temps de stockage, les performances de la batterie peuvent varier sous l'influence de certains facteurs, notamment une autodécharge, une fuite d'électrolyte, un court-circuit, etc.
Caractéristiques de décharge : fait référence à la stabilité de la tension de fonctionnement de la batterie, au niveau de la plate-forme de tension et aux performances de décharge à courant élevé sous un certain système de décharge, ce qui indique la capacité de la batterie à remplacer la charge.
La norme IEC61960 spécifie que les règles applicables aux piles cylindriques courantes sont les suivantes :
Batterie cylindrique, composée de 3 lettres suivies de 5 chiffres. 3 lettres : I pour lithium-ion intégré et L pour électrode en lithium métal ou alliage de lithium. La deuxième lettre représente le matériau de la cathode, C pour le cobalt, N pour le nickel, M pour le manganèse et V pour le vanadium. La troisième lettre est R pour la forme cylindrique.
5 chiffres, les 2 premiers chiffres indiquent le diamètre et les 3 derniers chiffres indiquent la hauteur, le tout en mm.Par exemple, l'ICR 18650 est une batterie cylindrique universelle 18650 d'un diamètre de 18 mm et d'une hauteur de 65 mm.
3. La structure de base des batteries lithium-ion
3.1 Construction de l'électrode positive
Substances actives, agents conducteurs, liants, collecteurs de courant (feuille d'aluminium)
K-Formulation de la cathode technique :
Composant | Matériel | Proportion |
Matière active | Li ternaire(Co1-x-yNixMnyO2) | 93,5%-96,5% |
Agent conducteur | Noir de carbone conducteur (SP), graphite conducteur (KS-6) | 1,5%-4% |
Liant | Polyfluorure de vinylidène (PVDF) | 2,0%-2,5% |
Collecteur de courant | papier d'aluminium | - |
3.2 Construction de l'électrode négative
Substances actives : Agents conducteurs, épaississants, liants, collecteurs de courant (feuilles de cuivre)
Formulation de l'anode L-tech :
Composant | Matériel | Proportion |
Matière active | Graphite artificiel (C) | 93,5%-95,6% |
Agent conducteur | Noir de carbone conducteur (SP), graphite conducteur (KS-6) | 1,0%-2,5% |
Épaississant | Carboxyméthylcellulose sodique (CMC) | 1,3%-1,5% |
Liant | Latex de caoutchouc styrène-butadiène (SBR) | 2,1%-2,5% |
Collecteur de courant | feuille de cuivre | - |
3.3 Construction du diaphragme
Structure et caractéristiques du séparateur en polyoléfine
Structure | Matériel | Méthode de production | Avantages | Inconvénients | Champ d'application |
Monocouche, double couche | PP | Procédé à sec | Bonne résistance thermique, bonne perméabilité | La température d'arrêt de sécurité (température de fermeture > 140°C) est supérieure à PE | Piles numériques, Piles d'alimentation |
Monocouche, double couche | PE | Procédé sec, procédé humide | Haute résistance mécanique, fermeture à basse température (environ 130°C) | Faible résistance aux hautes températures par rapport au PP | Piles numériques |
Triple couche | PP/PE/PP | Procédé à sec | Combine les avantages des films PP et PE, une bonne résistance mécanique, une sécurité accrue | Faible perméabilité à haute température | Piles numériques |