Introduction:
Batteries ternaires au lithium etbatteries au lithium fer phosphateCe sont les deux principaux types de batteries au lithium actuellement largement utilisés dans les véhicules électriques, les systèmes de stockage d'énergie et autres appareils électroniques. Mais connaissez-vous leurs caractéristiques et leurs différences ? Leur composition chimique, leurs performances et leurs domaines d'application sont très différents. Découvrons-les plus en détail avec Heltec.
Composition du matériau :
Batterie lithium ternaire : l'électrode positive est généralement en oxyde de nickel-cobalt-manganèse (NCM) ou en oxyde de nickel-cobalt-aluminium (NCA), composés de nickel, de cobalt, de manganèse ou d'oxydes de nickel, de cobalt, d'aluminium et d'autres éléments métalliques. L'électrode négative est généralement en graphite. La proportion de nickel, de cobalt, de manganèse (ou d'aluminium) peut être ajustée en fonction des besoins.
Batterie lithium-fer-phosphate : le lithium-fer-phosphate (LiFePO₄) est utilisé comme matériau d'électrode positive, et le graphite est également utilisé pour l'électrode négative. Sa composition chimique est relativement stable et elle ne contient ni métaux lourds ni métaux rares, ce qui la rend plus respectueuse de l'environnement.
Performances de charge et de décharge :
Batterie lithium ternaire : charge et décharge rapides, s'adaptant aux charges et décharges à courant élevé, elle est adaptée aux équipements et aux situations exigeant une vitesse de charge élevée, comme les véhicules électriques compatibles avec la charge rapide. À basse température, ses performances de charge et de décharge sont également relativement bonnes, avec une perte de capacité relativement faible.
Batterie au lithium fer phosphateVitesse de charge et de décharge relativement lente, mais performances de cycle stables. Elle supporte une charge rapide et peut être complètement chargée en une heure au maximum. Cependant, son efficacité de charge et de décharge est généralement d'environ 80 %, ce qui est légèrement inférieur à celle d'une batterie lithium ternaire. À basse température, ses performances diminuent considérablement, et le taux de rétention de capacité de la batterie peut n'être que de 50 à 60 %.
Densité énergétique :
Batterie ternaire au lithium : sa densité énergétique est relativement élevée, atteignant généralement plus de 200 Wh/kg, et certains produits avancés peuvent dépasser 260 Wh/kg. Cela permet aux batteries ternaires au lithium de stocker davantage d'énergie à volume ou poids identiques, offrant ainsi une plus grande autonomie aux appareils, comme les véhicules électriques, qui peuvent ainsi parcourir de plus longues distances.
Batterie lithium fer phosphate : La densité énergétique est relativement faible, généralement autour de 110-150 Wh/kg. Par conséquent, pour obtenir la même autonomie que les batteries lithium ternaires, les batteries lithium fer phosphate peuvent nécessiter un volume ou un poids plus important.
Durée de vie du cycle :
Batterie lithium ternaire : sa durée de vie est relativement courte, avec un nombre théorique de cycles d'environ 2 000. En utilisation réelle, sa capacité peut chuter d'environ 60 % après 1 000 cycles. Une utilisation inappropriée, comme une surcharge ou une décharge, ou une utilisation à haute température, accélère la dégradation de la batterie.
Batterie lithium fer phosphate : Longue durée de vie, avec plus de 3 500 cycles de charge et de décharge, et certaines batteries de haute qualité peuvent même atteindre plus de 5 000 cycles, soit plus de 10 ans d'utilisation. Elle présente une bonne stabilité de réseau, l'insertion et le retrait des ions lithium ayant peu d'effet sur le réseau, et une bonne réversibilité.
Sécurité:
Batterie ternaire au lithium : faible stabilité thermique, risque d'emballement thermique en cas de température élevée, de surcharge, de court-circuit ou autre, entraînant un risque relativement élevé de combustion, voire d'explosion. Cependant, grâce aux progrès technologiques et au renforcement des mesures de sécurité, notamment grâce à l'utilisation de systèmes de gestion de batterie plus performants et à l'optimisation de leur structure, cette sécurité s'améliore constamment.
Batterie au lithium fer phosphate : bonne stabilité thermique, le matériau de l'électrode positive n'est pas facile à libérer de l'oxygène à haute température et ne commencera pas à se décomposer avant 700-800℃, et ne libérera pas de molécules d'oxygène en cas d'impact, de perforation, de court-circuit et d'autres situations, et n'est pas sujet à une combustion violente, avec des performances de sécurité élevées.
Coût:
Batterie au lithium ternaire : étant donné que le matériau de l'électrode positive contient des éléments métalliques coûteux tels que le nickel et le cobalt, et que les exigences du processus de production sont élevées, et que les exigences environnementales sont également plus strictes, le coût est donc relativement élevé.
Batterie au lithium fer phosphateLe prix des matières premières est relativement bas, le processus de production est relativement simple et le coût global présente certains avantages. Par exemple, dans les véhicules à énergies nouvelles, les modèles équipés de batteries lithium-fer-phosphate sont souvent relativement abordables.
Conclusion
Le choix de la batterie dépend principalement des exigences spécifiques de l'application. Si une densité énergétique plus élevée et une durée de vie plus longue sont requises, les batteries ternaires au lithium peuvent être un meilleur choix ; si la sécurité, la durabilité et la longévité sont des priorités, les batteries lithium-fer-phosphate sont plus adaptées.
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Date de publication : 27 décembre 2024