Mécanisme de batterie lithium-ion et avantages

Batterie lithium-ion Les cellules ont le potentiel d'être l'une des inventions les plus importantes de l'histoire de l'automobile car elles ont rendu les voitures électriques possibles. Les véhicules électriques pourraient être l'avenir dans un monde qui essaie de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Sony a commercialisé les cellules lithium-ion en 1991.

Qu'est-ce qu'une pile au lithium ?

Les batteries lithium-ion désignent des unités rechargeables principalement utilisées pour les appareils électroniques portables et les voitures électriques. Leur utilisation n'a cessé de croître dans les domaines aérospatial et militaire.

Les piles au lithium sont-elles rechargeables ? Oui, ils sont. L'une des raisons de leur popularité vertigineuse est leur capacité de recharge et de stockage élevée. Ils peuvent contenir une grande quantité d'énergie dans une petite construction, ce que recherchent l'automobile et d'autres industries.

Une unité peut contenir 200 wattheures de puissance dans un seul kilogramme de corps, ce qui signifie une densité d'énergie de 200 Wh/kg. Une telle capacité énergétique est un énorme bond en avant par rapport à l'ancienne batterie au plomb. Diverses recherches sont en cours pour améliorer encore la puissance de ces batteries.

Technologie de batterie lithium-ion

Le mécanisme de fonctionnement d'une batterie au lithium est basé sur la nature hautement réactive des ions lithium. Ces ions sont en fait des atomes de lithium moins un électron, ce qui en fait une charge électronique positive.

Au moment de la décharge, l'anode (électrode chargée positivement) crée ces ions, qui atteignent ensuite la cathode (l'électrode chargée négativement) en passant par un séparateur et un électrolyte liquide.

Les ions se réunissent avec les électrons dans la cathode et restent dans le même état jusqu'à ce que la batterie soit connectée à un chargeur, qui répétera tout le processus en sens inverse. La jonction d'ions avec des électrons crée une énergie électrique qui peut être utilisée pour faire fonctionner diverses choses.

Pourquoi le lithium est-il utilisé dans les batteries ?

La réponse est simple :pour leurs multiples avantages. Une batterie lithium-ion est livré avec deux avantages uniques absents des technologies concurrentes.

Beaucoup de puissance dans un format compact.

Prenez n'importe quel type de piles rechargeables de la même capacité de puissance, et les unités lithium-ion seront les plus légères. Leurs principaux éléments sont le lithium et le carbone, qui sont légers.

Cependant, la raison principale derrière le poids modeste est la nature hautement réactive du lithium qui permet de stocker beaucoup d'énergie dans ses liaisons atomiques. Pour cette raison, la densité d'énergie de ces unités est plus élevée parmi tous les types de batteries.

Par exemple, une unité lithium-ion standard de 1 kg peut stocker 150 wattheures de charge alors que la capacité d'un NiMH (nickel-métal hydrure) de même poids sera d'environ 60 à 70 wattheures. Une batterie au plomb est la moins souhaitable dans ce cas puisque sa capacité ne sera que de 25 wattheures par kilogramme.

Pas de perte de charge.

Une batterie lithium-ion conserve sa charge, ce qui lui donne un avantage sur les autres types de cellules. Alors qu'une unité NiMH perd 20 % de sa charge par mois, ce n'est que 5 % pour une unité Li-ion. Il peut passer par de nombreux cycles de charge et de décharge et n'a pas besoin d'une décharge totale avant d'être rechargé.

Bien que les batteries Li-ion ne durent pas longtemps et constituent un danger pour la sécurité à des températures élevées, elles n'ont aucune concurrence en matière d'électronique et de véhicules électriques.