La batterie lithium-ion est une sorte de batterie constituée d'une solution d'électrolyte non aqueuse avec du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau d'électrode négative. En 1912, Gilbert n. Lewis a d'abord proposé et étudié les batteries au lithium métal. 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 métallique, le traitement, le stockage et l'utilisation du lithium métallique ont des exigences environnementales très élevées. Par conséquent, les batteries lithium-ion n'ont pas été utilisées depuis longtemps. Avec le développement de la science et de la technologie, les batteries lithium-ion sont devenues courantes.
Les batteries lithium-ion peuvent être divisées en deux catégories : les batteries lithium métal et les batteries lithium-ion. Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de lithium métallique et peuvent être rechargées. La batterie au lithium métal rechargeable de cinquième génération est née en 1996, et sa sécurité, sa capacité spécifique, son taux d'autodécharge et son rapport de performance sont meilleurs que les batteries lithium-ion. En raison de ses propres exigences techniques élevées, seules quelques entreprises dans quelques pays produisent actuellement de telles batteries au lithium métal.
Les batteries lithium-ion présentent les avantages suivants :
Haute densité d'énergie : Selon différents matériaux d'électrode, sa masse peut atteindre 150~200Wh/kg (540~720kJ/kg). Le volume peut atteindre 250~530Wh/L (0.9~1.9kJ/cm3). [2]
Haute tension de circuit ouvert : avec le changement de matériau d'électrode, jusqu'à 3,3 ~ 4,2 V.
High output power: up to 300~1500W/kg (@20 seconds), depending on electrode material. [1] (does not match source)
Pas d'effet mémoire : la batterie lithium fer phosphate n'a pas d'effet mémoire, la batterie peut être chargée et déchargée à tout moment sans charge vide, et elle est facile à utiliser et à entretenir.
Faible autodécharge :<5%~10% onth.="" the="" monitoring="" circuitry="" built="" into="" the="" smart="" li-ion="" battery="" is="" even="" more="" efficient="" than="" the="" self-discharge="">
Large plage de températures de fonctionnement : -20 degrés ~ 60 degrés fonctionnent normalement.
Charge et décharge rapides
Par conséquent, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans l'électronique grand public, les produits spéciaux, les produits spéciaux et d'autres domaines. Une batterie lithium-ion est une batterie rechargeable qui fonctionne en déplaçant des ions lithium entre des électrodes positives et négatives. Les batteries lithium-ion utilisent des composés de lithium intercalés comme matériaux d'électrode. À l'heure actuelle, l'oxyde de lithium-cobalt (LiCoO2), l'acide lithium-manganèse (LiMn2O4), l'acide lithium-nickel (LiNiO2) et le phosphate de fer-lithium (LiFePO4) sont des matériaux d'électrode négative couramment utilisés pour les batteries lithium-ion. Dans le même temps, les batteries lithium-ion présentent également les inconvénients suivants : (1) La surdécharge n'est pas tolérée : en cas de surdécharge (la tension pendant la décharge est inférieure à 3.0v), le lithium trop intercalé les ions seront fixés dans le réseau et ne pourront plus être libérés, ce qui réduira la durée de vie. , et les décharges profondes sont plus susceptibles d'endommager la batterie. Par conséquent, l'utilisation d'une puissance extrêmement faible peut endommager la batterie, mais tant que la batterie est chargée plusieurs fois à haute tension, il est possible de réactiver la capacité de charge maximale de la batterie. (2) surcharge insupportable: pendant le processus de surcharge, l'électrode est dépouillée par une grande quantité d'ions lithium et les ions lithium ne sont pas reconstitués à temps, ce qui entraîne un effondrement à long terme du réseau, ce qui réduit irréversiblement le stockage de énergie électrique. Par conséquent, les batteries Li-Ion doivent être utilisées fréquemment pour éviter qu'elles ne restent complètement chargées et constamment branchées sur le connecteur du chargeur. Il est nécessaire de maintenir correctement le flux d'électrons stockés à l'intérieur et de maintenir la santé à long terme de la batterie. (3) Le vieillissement ne supporte pas la chaleur, contrairement aux autres batteries rechargeables, les batteries lithium-ion déclineront inévitablement en cycle lent naturel avec l'utilisation du cycle, même sans utilisation, la capacité de stockage diminuera, ce qui est lié à l'utilisation (sauf s'il s'agit d'un vicieux le surgonflage Le cyclage entraîne la perte de couches de réseau, car le processus de vieillissement est plus justement appelé perte) et dépend de la température. Un mécanisme possible est l'ajout progressif d'une résistance interne, de sorte que l'électronique à courant de fonctionnement élevé est plus sujette à la dégradation thermique et doit également être protégée contre les températures extérieures.