Introduction:
Les batteries peuvent être divisées en trois catégories : les batteries chimiques, les batteries physiques et les batteries biologiques. Les batteries chimiques sont les plus utilisées dans les véhicules électriques.
Batterie chimique : Une batterie chimique est un appareil qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique par le biais de réactions chimiques. Il se compose d’électrodes positives et négatives et d’électrolytes.
Batterie physique : une batterie physique convertit l'énergie physique (telle que l'énergie solaire et l'énergie mécanique) en énergie électrique grâce à des changements physiques.
Classification des batteries chimiques : D'un point de vue structurel, elles peuvent être divisées en deux catégories : les batteries de stockage (y compris les batteries primaires et les batteries secondaires) et les piles à combustible. Piles primaires : ne peuvent être utilisées qu'une seule fois, le matériau actif est irréversible, l'autodécharge est faible, la résistance interne est grande et la capacité spécifique de masse et la capacité spécifique de volume sont élevées.
Batteries secondaires : peuvent être chargées et déchargées à plusieurs reprises, le matériau actif est réversible et sont largement utilisées dans divers appareils de charge. La plupart des modèles sur le marché utilisent actuellement des batteries secondaires rechargeables pour conduire le véhicule. Les batteries secondaires sont divisées en batteries au plomb, batteries au nickel-cadmium, batteries au nickel-hydrure métallique et batteries au lithium selon différents matériaux d'électrode positive. À l'heure actuelle, les constructeurs automobiles présents sur le marché utilisent principalementpiles au lithium, et quelques-uns utilisent des batteries nickel-hydrure métallique.
Définition de la batterie au lithium
Batterie au lithiumest une batterie qui utilise du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau d'électrode positive ou négative et une solution électrolytique non aqueuse.
Le processus de charge et de décharge d’une batterie au lithium repose principalement sur le mouvement des ions lithium (Li+) entre les électrodes positives et négatives. Lors de la charge, les ions lithium sont désintercalés de l'électrode positive et intégrés dans l'électrode négative via l'électrolyte, et l'électrode négative est dans un état riche en lithium ; le contraire est vrai lors de la décharge.
Principe électrochimique de la batterie lithium-ion
Formule de réaction d'électrode positive : LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Formule de réaction d'électrode négative : C + xLi+ + xe- → CLix
Les batteries lithium-ion ont une densité énergétique élevée, une longue durée de vie et un faible taux d'autodécharge. Elles sont largement utilisées dans les téléphones mobiles, les ordinateurs portables et les véhicules électriques.
Les domaines d'application depiles au lithiumsont principalement divisés en pouvoir et non-pouvoir. Les domaines énergétiques des applications de batteries lithium-ion comprennent les véhicules électriques, les outils électriques, etc. ; les domaines non liés à l'énergie comprennent l'électronique grand public et les domaines du stockage d'énergie, etc.
Composition et classification des batteries au lithium
Les batteries au lithium sont principalement composées de quatre parties : les matériaux d'électrode positive, les matériaux d'électrode négative, les électrolytes et les séparateurs de batterie. Les matériaux des électrodes négatives affectent principalement l’efficacité initiale et les performances de cycle des batteries lithium-ion. Les électrodes négatives des batteries au lithium sont principalement divisées en deux catégories : les matériaux carbonés et les matériaux non carbonés. L'application la plus orientée vers le marché est le matériau d'électrode négative en graphite parmi les matériaux carbonés, parmi lesquels le graphite artificiel et le graphite naturel ont des applications industrielles à grande échelle. Les électrodes négatives à base de silicium font l'objet de recherches menées par les principaux fabricants d'électrodes négatives et constituent l'un des nouveaux matériaux d'électrodes négatives les plus susceptibles d'être utilisés à grande échelle à l'avenir.
Piles au lithiumsont classés en batteries au lithium-oxyde de cobalt, batteries au lithium fer phosphate, batteries ternaires, etc. en fonction des matériaux d'électrode positive ;
Selon la forme du produit, elles sont divisées en piles carrées, piles cylindriques et piles souples ;
Selon les scénarios d'application, ils peuvent être divisés en appareils électroniques grand public, stockage d'énergie et batteries de puissance. Parmi elles, les batteries au lithium grand public sont principalement utilisées dans les produits 3C ; les batteries de stockage d'énergie sont principalement utilisées dans le stockage d'énergie domestique et le stockage d'énergie dans les systèmes d'alimentation indépendants distribués tels que l'énergie solaire et la production d'énergie éolienne ; les batteries de puissance sont principalement utilisées dans divers véhicules électriques, outils électriques et véhicules à énergies nouvelles.
Conclusion
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Heure de publication : 18 septembre 2024