Les batteries lithium-ion ne sont pas aussi "tatillonnes" que leurs homologues nickel-hydrure métallique, mais nécessitent tout de même un certain entretien. coller à cinq règles simples, il est possible non seulement d'étendre cycle de la vie lithium-ion piles, mais aussi pour augmenter le temps de fonctionnement appareils mobiles sans recharge.

Éviter la décharge complète. Les batteries lithium-ion n'ont pas ce que l'on appelle l'effet mémoire, elles peuvent donc et, de plus, doivent être chargées sans attendre la décharge à zéro. De nombreux fabricants calculent la durée de vie d'une batterie lithium-ion en fonction du nombre de cycles de décharge complets (jusqu'à 0 %). Pour des batteries de haute qualité 400-600 cycles. Pour prolonger la durée de vie de votre batterie lithium-ion, chargez votre téléphone plus souvent. De manière optimale, dès que l'indicateur de batterie descend sous la barre des 10 à 20 %, vous pouvez mettre le téléphone en charge. Cela augmentera le nombre de cycles de décharge pour 1000-1100 .
Les experts décrivent ce processus avec un indicateur tel que la profondeur de décharge. Si votre téléphone est déchargé à 20 %, la profondeur de décharge est de 80 %. Le tableau ci-dessous montre la dépendance du nombre de cycles de décharge d'une batterie lithium-ion sur la profondeur de décharge :

Décharge une fois tous les 3 mois. Une charge complète sur une longue période de temps est tout aussi mauvaise pour les batteries lithium-ion, tout comme la décharge constante à zéro.
En raison du processus de charge extrêmement instable (nous chargeons souvent le téléphone au besoin, et là où il fonctionne, depuis USB, depuis une prise murale, depuis une batterie externe, etc.), les experts recommandent de décharger complètement la batterie une fois tous les 3 mois et après qui chargent jusqu'à 100% et tiennent en charge 8-12 heures. Cela permet de réinitialiser les soi-disant indicateurs de batterie haute et basse. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet.

Magasin partiellement chargé. L'état optimal pour le stockage à long terme d'une batterie lithium-ion se situe entre 30 et 50 % de charge à 15 °C. Si vous laissez la batterie complètement chargée, sa capacité diminuera considérablement avec le temps. Et voici la batterie pendant longtemps ramassait de la poussière sur l'étagère déchargée à zéro, très probablement, ce n'est plus un locataire - il est temps de l'envoyer au recyclage.
Le tableau ci-dessous indique la capacité restante d'une batterie lithium-ion en fonction de la température de stockage et du niveau de charge lorsqu'elle est stockée pendant 1 an.

Utilisez le chargeur d'origine. Peu de gens savent que dans la plupart des cas, le chargeur est intégré directement dans les appareils mobiles et que l'adaptateur secteur externe ne fait qu'abaisser la tension et rectifier le courant de l'alimentation domestique, c'est-à-dire qu'il n'affecte pas directement la batterie. Certains gadgets, tels que les appareils photo numériques, n'ont pas de chargeur intégré et, par conséquent, leurs batteries lithium-ion sont insérées dans un «chargeur» externe. C'est là que l'utilisation d'un chargeur externe de qualité douteuse au lieu de celui d'origine peut affecter négativement les performances de la batterie.

Évitez la surchauffe. Eh bien, le pire ennemi des batteries lithium-ion est la température élevée - elles ne tolèrent pas du tout la surchauffe. Par conséquent, n'exposez pas les appareils mobiles à la lumière directe du soleil et ne les laissez pas à proximité de sources de chaleur telles que des radiateurs électriques. Maximum températures admissibles, dans lequel il est possible d'utiliser des batteries lithium-ion : -40°C à +50°C

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Mort de la batterie : nous l'avons tous vu arriver. Dans les téléphones, les ordinateurs portables, les appareils photo et maintenant les voitures électriques, le processus est douloureux et - si vous avez de la chance - lent. Au fil des ans, la batterie lithium-ion qui alimentait autrefois vos appareils pendant des heures (et même des jours !) perd lentement sa capacité à tenir la charge. En fin de compte, vous finirez par accepter, peut-être maudire Steve Jobs, puis acheter une nouvelle batterie, ou même un nouveau gadget.

Mais pourquoi cela se produit-il ? Que se passe-t-il dans une batterie qui lui fait rendre son dernier souffle ? La réponse courte est qu'en raison des dommages causés par une exposition prolongée à des températures élevées et à un grand nombre de cycles de charge et de décharge, le mouvement des ions lithium entre les électrodes commence finalement à être perturbé.

Une réponse plus détaillée qui nous guidera à travers la description des réactions chimiques indésirables, de la corrosion, de la menace de températures élevées et d'autres facteurs qui affectent les performances, commence par une explication de ce qui se passe dans les batteries lithium-ion lorsque tout fonctionne bien.

Présentation des batteries lithium-ion

Dans une batterie lithium-ion typique, nous trouverons une cathode (ou électrode négative) constituée d'oxydes de lithium, tels que l'oxyde de lithium-cobalt. On trouvera également une anode ou électrode positive, qui aujourd'hui est généralement en graphite. Un mince séparateur poreux sépare les deux électrodes pour éviter les courts-circuits. Et un électrolyte composé de solvants organiques et à base de sels de lithium, qui permet aux ions lithium de se déplacer à l'intérieur de la cellule.

Pendant la charge électricité déplace les ions lithium de la cathode vers l'anode. Lors de la décharge (c'est-à-dire lors de l'utilisation d'une batterie), les ions reviennent vers la cathode.

Daniel Abraham, chercheur au Laboratoire national d'Argonne, qui mène des recherches scientifiques sur la dégradation des cellules lithium-ion, a comparé ce processus à l'eau d'un système hydroélectrique. L'eau qui monte nécessite de l'énergie, mais elle s'écoule très facilement. En fait, il fournit de l'énergie cinétique, dit Abraham, de même, l'oxyde de lithium-cobalt dans la cathode "ne veut pas abandonner son lithium". Comme l'eau qui monte, de l'énergie est nécessaire pour déplacer les atomes de lithium hors de l'oxyde et dans l'anode.

Lors de la charge, les ions sont placés entre les feuilles de graphite qui composent l'anode. Mais, comme l'a dit Abraham, "ils ne veulent pas être là, à la première occasion ils reculeront" au fur et à mesure que l'eau coule. C'est la décharge. Une batterie à longue durée de vie supportera plusieurs milliers de cycles de charge-décharge.

Quand une batterie déchargée est-elle vraiment déchargée ?

Lorsque nous parlons d'une batterie "morte", il est important de comprendre deux paramètres de performance : l'énergie et la puissance. Dans certains cas, la vitesse à laquelle vous pouvez tirer de l'énergie de la batterie est très importante. C'est le pouvoir. Dans les véhicules électriques, la puissance élevée permet une accélération rapide ainsi qu'un freinage, ce qui nécessite de recharger la batterie en quelques secondes.

À téléphones portables d'autre part, une puissance élevée est moins importante que la capacité ou la quantité d'énergie qu'une batterie peut contenir. Les batteries haute capacité durent plus longtemps sur une seule charge.

Au fil du temps, une batterie se dégrade de plusieurs manières qui peuvent affecter à la fois la capacité et la puissance, jusqu'à ce qu'elle ne puisse tout simplement plus exécuter les fonctions de base.

Pensez-y dans une autre analogie avec l'eau : charger une batterie, c'est comme remplir un seau d'eau du robinet. Le volume du seau représente la capacité de la batterie, ou capacité. La vitesse à laquelle vous pouvez le remplir - en tournant le robinet à pleine puissance ou en un filet - est la puissance. Mais le temps, les températures élevées, les cycles multiples et d'autres facteurs finiront par former un trou dans le seau.

Dans l'analogie du seau, l'eau s'infiltre. Dans une batterie, les ions lithium sont retirés ou "attachés", explique Abraham. En conséquence, ils perdent la capacité de se déplacer entre les électrodes. Ainsi, après quelques mois, un téléphone portable qui devait initialement être rechargé une fois tous les deux jours doit désormais être rechargé tous les jours. Puis deux fois par jour. Finalement, trop d'ions lithium se "lieront" et la batterie ne tiendra aucune charge utile. Le seau cessera de retenir l'eau.

Qu'est-ce qui casse et pourquoi

La partie active de la cathode (la source d'ions lithium dans la batterie) est conçue avec une structure atomique spécifique pour assurer stabilité et performance. Lorsque les ions voyagent vers l'anode puis reviennent vers la cathode, idéalement, vous voudriez qu'ils retournent à leur place d'origine afin de maintenir une structure cristalline stable.

Le problème est que la structure cristalline peut changer à chaque charge et décharge. Les ions de l'appartement A ne rentreront pas nécessairement chez eux, mais ils peuvent se déplacer dans l'appartement B voisin. Puis l'ion de l'appartement B retrouve sa place occupée par ce clochard et, sans confrontation, décide de s'installer dans le couloir. Etc.

Progressivement, ces "transitions de phase" dans la substance transforment la cathode en une nouvelle structure cristalline d'un cristal aux propriétés électrochimiques différentes. L'arrangement exact des atomes qui fournit initialement les performances requises varie.

Dans les batteries de voitures hybrides, qui ne sont nécessaires pour fournir de l'énergie que lorsque le véhicule accélère ou freine, note Abraham, ces changements structurels se produisent beaucoup plus lentement que dans les véhicules électriques. Cela est dû au fait que seule une petite fraction des ions lithium se déplace dans le système à chaque cycle. En conséquence, il est plus facile pour eux de revenir à leurs positions d'origine.

Problème de corrosion

Une dégradation peut également se produire dans d'autres parties de la batterie. Chaque électrode est connectée à un collecteur de courant, qui est essentiellement un morceau de métal (généralement du cuivre pour l'anode, de l'aluminium pour la cathode) qui collecte les électrons et les déplace vers un circuit externe. Ainsi, nous avons une argile constituée d'un matériau "actif" tel que l'oxyde de cobalt et de lithium (qui est une céramique et n'est pas un très bon conducteur), ainsi qu'un matériau de liaison semblable à de la colle appliqué sur un morceau de métal.

Si le matériau de liaison est détruit, cela conduit à un « décollement » de la surface du collecteur de courant. Si le métal se corrode, il ne peut pas déplacer efficacement les électrons.

La corrosion dans une batterie peut résulter de l'interaction entre l'électrolyte et les électrodes. L'anode en graphite "libère de la lumière", c'est-à-dire il "donne" facilement des électrons à l'électrolyte. Cela peut conduire à un revêtement indésirable sur la surface du graphite. La cathode, quant à elle, est hautement "oxydable", ce qui signifie qu'elle accepte facilement les électrons de l'électrolyte, ce qui, dans certains cas, peut corroder l'aluminium du collecteur de courant ou former un revêtement sur des parties de la cathode, explique Abraham.

trop bien

Le graphite, un matériau largement utilisé pour fabriquer des anodes, est thermodynamiquement instable dans les électrolytes organiques. Cela signifie que dès la première charge de notre batterie, le graphite réagit avec l'électrolyte. Cela crée une couche poreuse (appelée interface d'électrolyte solide ou SEI) qui protège finalement l'anode contre d'autres attaques. Cette réaction consomme également un grand nombre de lithium. Dans un monde idéal, cette réaction se produirait une fois pour créer une couche protectrice, et ce serait la fin.

En réalité, cependant, TEI est un défenseur très instable. Il protège bien le graphite à température ambiante, dit Abraham, mais à des températures élevées ou lorsque la batterie est réduite à zéro ("décharge profonde"), l'EMT peut se dissoudre partiellement dans l'électrolyte. À des températures élevées, les électrolytes ont également tendance à se décomposer et les réactions secondaires sont accélérées.

Lorsque les conditions favorables reviendront, une autre couche protectrice se formera, mais cela consommera une partie du lithium, entraînant les mêmes problèmes qu'un seau qui fuit. Nous devrons recharger notre téléphone portable plus souvent.

Donc, on a besoin d'un TEI pour protéger une anode en graphite, et dans ce cas, il y a peut-être vraiment trop de bien. Si la couche protectrice s'épaissit trop, elle devient une barrière aux ions lithium, qui doivent se déplacer librement d'avant en arrière. Cela affecte la puissance, qui, selon Abraham, est "extrêmement importante" pour les véhicules électriques.

Construire de meilleures batteries

Alors que faire pour prolonger la durée de vie de nos batteries ? Les chercheurs du laboratoire recherchent des suppléments d'électrolytes qui fonctionnent comme les vitamines de notre alimentation, c'est-à-dire. permettre aux batteries de mieux fonctionner et de durer plus longtemps en réduisant les réactions nocives entre les électrodes et l'électrolyte, explique Abraham. De plus, ils recherchent de nouvelles structures cristallines plus stables pour les électrodes, ainsi que des liants et des électrolytes plus stables.

Pendant ce temps, les ingénieurs des entreprises de batteries et de voitures électriques travaillent sur des boîtiers et des systèmes de gestion thermique dans le but de maintenir les batteries lithium-ion dans une plage de température constante et saine. Nous, en tant que consommateurs, devons éviter les températures extrêmes et les décharges profondes, et continuons à nous plaindre des batteries qui semblent toujours mourir trop rapidement.

Les batteries lithium-ion et lithium-polymère sont utilisées aujourd'hui dans la plupart des appareils mobiles - des lecteurs et téléphones aux tablettes portables

Le lithium-ion (ainsi que les batteries lithium-polymère qui n'en diffèrent que par le type d'électrolyte) est apparu sur le marché il y a longtemps - en 1992. La technologie a été élaborée dans les moindres détails et améliorée à plusieurs reprises, tous les facteurs affectant la capacité, la stabilité et la durabilité sont connus, pris en compte par les développeurs de batteries et de gadgets, reflétés dans les manuels des appareils portables et de nombreuses publications sur le Internet et presse papier. Mais parmi les conseils de manipulation des batteries que l'on peut entendre de vendeurs d'équipements mobiles ou de "gourous" familiers, on peut encore entendre à la fois simplement inutiles et franchement nocifs. Faisons enfin une liste des bonnes recommandations pour prolonger la durée de vie de la batterie.

1. Chargez la batterie avec le chargeur d'origine. Utilisez des piles d'origine.

Les caractéristiques des analogues bon marché des batteries et de la mémoire de marque peuvent différer considérablement des originaux dans leurs paramètres. Il semblerait que d'après cela - mais saviez-vous que le dépassement de la valeur nominale tension de charge Une batterie de seulement 0,15 V peut-elle réduire de moitié la durée de vie de la batterie ?

Et lorsque la tension de charge est réduite de 0,1 V, la capacité de la batterie chargée diminue d'environ 10 %. Pour elle, ce n'est pas nocif, au contraire - mais vous ne serez pas satisfait de la réduction de l'autonomie de la batterie, n'est-ce pas ?

Le problème est que dans les téléphones portables et les smartphones, les contrôleurs de charge de la batterie sont situés sur la carte du téléphone lui-même. Ils sont «formés» pour charger uniquement la batterie «native», et si l'analogue compatible diffère de l'original (et le plus souvent c'est le cas), l'une des situations ci-dessus peut se produire. Par conséquent, économiser de l'argent, et dans ce cas, le conseil d'utiliser des batteries "natives" et de les recharger a une justification très pratique.

2. Chargez complètement la batterie avant la première utilisation.

Cela est nécessaire, tout d'abord, pour que l'appareil alimenté détermine correctement sa pleine capacité et affiche ensuite avec précision la charge restante. Mais ne laissez pas votre appareil en charge "toute la nuit" ou "pendant 12 heures" comme le suggèrent certains vendeurs. Cela ne sert à rien, car contrôleur de charge intégré au téléphone et intégré à la batterie circuit électrique les protections éteignent simplement la charge lorsque la pleine capacité est atteinte.

"Formation", ou "accumulation" sous la forme de 3 à 5 cycles complets, les batteries lithium-ion ne sont pas non plus nécessaires. Après la première charge, la batterie lithium-ion est complètement prête à l'emploi. Une décharge profonde deviendra stressante pour elle et ne pourra que raccourcir sa vie. Un cycle complet peut être nécessaire uniquement pour certains appareils afin d'effectuer ce que l'on appelle le "calibrage" de la batterie et d'afficher correctement sa charge. Cependant, la batterie elle-même n'en a pas besoin.

3. Observez le régime de température.

Ne stockez pas et n'utilisez pas de batteries lithium-ion dans un environnement dans lequel vous ne vous sentiriez pas vous-même à l'aise. Les batteries Li-ion sont pratiquement incapables de fonctionner normalement à des températures inférieures à -20°C. Et à +30 °C et plus, les processus de vieillissement y sont accélérés, entraînant une perte irréversible d'une partie de la capacité et une défaillance prématurée. Par conséquent, n'exposez pas vos smartphones au gel ou à la surchauffe.

La température optimale pour charger et décharger la batterie est d'environ +20 °C. Dans le même temps, la décharge à des températures négatives jusqu'à -18 ° C n'endommage pas la batterie (à moins que cela ne se produise beaucoup plus rapidement que d'habitude). Mais vous ne pouvez pas le charger catégoriquement dans le froid - c'est à la fois nocif et dangereux. Rechargez donc votre batterie dans un environnement plus confortable.

4. Ne videz pas complètement votre batterie et ne poursuivez pas une charge à 100 %.

Contrairement aux anciennes batteries nickel-hydrure métallique, pour les batteries lithium-ion, une charge complète et une décharge profonde sont une sorte de stress. Des cycles complets fréquents peuvent sensiblement réduire la durée de vie de la batterie :

Si possible, mettez votre gadget en charge immédiatement après vous avoir averti d'un niveau de charge faible (10-15 %), sans attendre qu'il s'éteigne. Si un arrêt de protection s'est produit, ne laissez en aucun cas la batterie déchargée pendant une longue période - vous devez la charger rapidement au moins jusqu'à 30-40% de sa capacité.

Il serait également agréable de ne pas charger complètement la batterie, jusqu'à 100 %. Mais en pratique, cette recommandation est difficile à mettre en œuvre, même si certains fabricants de portables (Samsung) proposent déjà ce mode pour leurs appareils.

5. Règles de stockage des batteries inutilisées.

Même posées sur une étagère ou un comptoir de magasin, les batteries perdent une part importante de leur capacité, et la vitesse de ce processus dépend directement de leur degré de charge et de leur température de stockage :

Température de stockage Capacité restante (ressource) de la batterie après un an de stockage :

au niveau de charge initial de 40 % et au niveau de charge initial de 100 %

0°C 98% 94%

25°C 96% 80%

40°C 85% 65%

60°C 75% 60% (après 3 mois)

Dégradation des caractéristiques des batteries lithium-cobalt les plus courantes en fonction de la température de stockage et de l'état de charge

Ainsi, cela n'a aucun sens d'acheter des batteries "en réserve". Et lors de l'achat d'une nouvelle batterie, vous devez connaître la date de sa fabrication.

Les batteries pour les appareils que vous utilisez très rarement, mais que vous souhaitez conserver en état de fonctionnement, sont recommandées :

• Chargez jusqu'à 40-50 % ;

• Retirer de l'appareil alimenté ;

• Emballez dans un sac plastique hermétiquement fermé (chaque batterie séparément, s'il y en a plusieurs) ;

• Conserver au réfrigérateur (mais jamais au congélateur!);

• Une fois tous les 2-3 mois, rechargez au même 40-50 %, après l'avoir laissé se réchauffer à température ambiante ;

• Chargez complètement avant utilisation après une longue période de stockage.

Les batteries lithium-ion et lithium-polymère sont disponibles dans une variété de tailles et de formes, mais l'étiquette est la même pour toutes les variétés.

Ne laissez pas la batterie déchargée pendant une longue période. En quelques semaines, en raison de l'autodécharge, la tension d'une batterie déchargée chutera en dessous du niveau critique, à 2,2-2,9 V. Dans ce cas, le circuit de protection mettra la batterie en mode "veille" et s'éteindra. Après cela, le chargeur ordinaire ne pourra probablement pas le sortir de cet état.

Ne démontez pas et ne tentez pas de réparer vous-même une batterie défectueuse. Premièrement, en combinaison avec un contrôleur et un dispositif de protection, il s'agit d'un dispositif (de circuit) très complexe, qui ne peut être compris sans équipement spécial. Deuxièmement, ce n'est peut-être pas sûr. Dans le même temps, il est strictement interdit de démonter (ouvrir) les cellules de batterie lithium-ion ! Il convient également de protéger la batterie contre les dommages mécaniques.

Ne pas congeler ni surchauffer les batteries lithium-ion, en particulier au-dessus de 60°C. En plus d'une panne rapide, avec une surchauffe ou des dommages importants, il existe un risque d'explosion ou de combustion spontanée d'une pile au lithium. Par conséquent, il est strictement interdit de souder les cellules lithium-ion et elles sont assemblées en batteries en usine par soudage par résistance par points.

Les sources d'énergie à base de lithium ont près d'un siècle d'histoire, mais jusqu'aux années 90 du siècle dernier, elles ne pouvaient pas être produites en masse en raison de l'imperfection de la technologie. Le lithium métal utilisé dans les premiers développements est trop réactif, ce qui a conduit à de fréquents incendies et explosions de batteries à base de celui-ci. Les ingénieurs de SONY ont fait une percée technologique en remplaçant le lithium par un cobaltate de lithium moins actif. Ils ont également introduit le système de contrôle et de protection BMS (Battery Management System), qui contrôle les paramètres électriques et physiques des cellules de la batterie et arrête la charge ou la décharge en cas de perturbation du fonctionnement normal. Depuis lors, la technologie et les matériaux ont été considérablement améliorés et, à l'heure actuelle, les batteries lithium-ion sont des appareils très avancés, fiables et sûrs. Naturellement, sous réserve des recommandations ci-dessus.

Comment prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion.

Les batteries lithium-ion sont utilisées dans les téléphones portables, les ordinateurs portables et les tablettes modernes. Peu à peu, ils ont chassé les piles alcalines du marché de l'électronique portable. Auparavant, tous ces appareils utilisaient des batteries nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique. Mais leurs jours sont révolus, car les batteries Li─Ion ont Meilleure performance. Certes, ils ne peuvent pas remplacer les alcalins à tous égards. Par exemple, les courants que peuvent produire les batteries au nickel-cadmium leur sont inaccessibles. Pour la puissance des smartphones et des tablettes, ce n'est pas critique. Cependant, dans le domaine des outils électroportatifs qui consomment beaucoup de courant, les piles alcalines sont encore utilisées. Cependant, les travaux sur le développement de batteries à forts courants de décharge sans cadmium se poursuivent. Aujourd'hui, nous allons parler des batteries lithium-ion, de leur conception, de leur fonctionnement et de leurs perspectives de développement.

Les toutes premières cellules de batterie avec une anode au lithium ont été produites dans les années 70 du siècle dernier. Ils avaient une intensité énergétique spécifique élevée, ce qui les a immédiatement rendus très demandés. Les experts ont longtemps cherché à développer une source basée sur métal alcalin, qui est très actif. Grâce à cela, la haute tension de ce type de batteries et l'énergie spécifique ont été atteintes. Dans le même temps, le développement de la conception de tels éléments a été réalisé assez rapidement, mais leur utilisation pratique a posé des difficultés. Ils n'ont réussi à faire face que dans les années 90 du siècle dernier.

Au cours de ces 20 années, les chercheurs sont arrivés à la conclusion que le principal problème était l'électrode de lithium. Ce métal est très actif et pendant le fonctionnement, un certain nombre de processus ont eu lieu, ce qui a finalement conduit à l'inflammation. C'est ce qu'on a appelé la ventilation par flamme. Pour cette raison, au début des années 90, les fabricants ont été contraints de rappeler les batteries fabriquées pour téléphones portables.

C'est arrivé après une série d'accidents. Au moment de la conversation, le courant consommé de la batterie atteint son maximum et la ventilation commence avec l'éjection de la flamme. En conséquence, il y a eu de nombreux cas de brûlures au visage par les utilisateurs. Par conséquent, les scientifiques ont dû affiner la conception des batteries lithium-ion.

Le lithium métal est extrêmement instable, en particulier lors de la charge et de la décharge. Par conséquent, les chercheurs ont commencé à créer une batterie de type lithium sans utiliser de lithium. Les ions de ce métal alcalin ont commencé à être utilisés. C'est de là que vient leur nom.

Les batteries lithium-ion ont une énergie spécifique inférieure à . Mais ils sont sûrs si les normes de charge et de décharge sont respectées.

Réactions se produisant dans une batterie Li─Ion

Une percée dans le sens de l'introduction des batteries lithium-ion dans l'électronique grand public a été le développement de batteries, dans lesquelles l'électrode négative était en carbone. Le réseau cristallin du carbone est très bien adapté comme matrice pour l'intercalation des ions lithium. Pour augmenter la tension de la batterie, l'électrode positive était en oxyde de cobalt. Le potentiel de l'oxyde de cobalt imprimé est d'environ 4 volts.

La tension de fonctionnement de la plupart des batteries lithium-ion est de 3 volts ou plus. Lors de la décharge au niveau de l'électrode négative, le lithium est désintercalé du carbone et intercalé dans l'oxyde de cobalt de l'électrode positive. Pendant le processus de charge, les processus se déroulent en sens inverse. Il s'avère qu'il n'y a pas de lithium métallique dans le système, mais ses ions fonctionnent, qui se déplacent d'une électrode à l'autre, créant un courant électrique.

Réactions à l'électrode négative

Tous les modèles commerciaux modernes de batteries lithium-ion ont une électrode négative en matériau contenant du carbone. Le processus complexe d'intercalation du lithium dans le carbone dépend largement de la nature de ce matériau, ainsi que de la substance électrolytique. La matrice de carbone sur l'anode a une structure en couches. La structure peut être commandée (graphite naturel ou synthétique) ou partiellement commandée (coke, suie, etc.).

Lors de l'intercalation, les ions lithium écartent les couches de carbone, pénétrant entre elles. Divers intercalaires sont obtenus. Au cours de l'intercalation et de la désintercalation, le volume spécifique de la matrice carbonée change de manière insignifiante. Dans l'électrode négative, en plus du matériau en carbone, de l'argent, de l'étain et leurs alliages peuvent être utilisés. Ils essaient également d'utiliser des matériaux composites avec du silicium, des sulfures d'étain, des composés de cobalt, etc.

Réactions à l'électrode positive

Les piles au lithium primaire (batteries) utilisent souvent le plus différents matériaux. Dans les batteries, cela ne peut pas être fait et le choix du matériau est limité. Ainsi, l'électrode positive d'une batterie Li─Ion est en nickel lithié ou en oxyde de cobalt. Des spinelles de lithium-manganèse peuvent également être utilisées.

Aujourd'hui, des études sont en cours sur des matériaux à base de phosphates mixtes ou d'oxydes pour la cathode. Comme les spécialistes ont réussi à le prouver, de tels matériaux améliorent les caractéristiques électriques des batteries lithium-ion. Des procédés de dépôt d'oxydes à la surface de la cathode sont également en cours de développement.

Les réactions qui se produisent dans une batterie lithium-ion pendant la charge peuvent être décrites par les équations suivantes :

électrode positive

LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe -

électrode négative

C + xLi + + xe - → CLi x

Pendant le processus de décharge, les réactions se déroulent dans la direction opposée.

La figure ci-dessous montre schématiquement les processus se produisant dans une batterie lithium-ion pendant la charge et la décharge.

Appareil à batterie lithium-ion

Selon leur conception, les batteries Li─Ion sont fabriquées dans des conceptions cylindriques et prismatiques. La conception cylindrique est un rouleau d'électrodes avec un matériau séparateur pour séparer les électrodes. Ce rouleau est logé dans un boîtier en aluminium ou en acier. L'électrode négative y est connectée.

Le contact positif s'affiche sous la forme d'une pastille à l'extrémité de la pile.

Les batteries Li─Ion de conception prismatique sont fabriquées en empilant des plaques rectangulaires les unes sur les autres. De telles batteries permettent de densifier l'emballage. La difficulté réside dans le maintien de la force de compression sur les électrodes. Il existe des batteries prismatiques avec un assemblage en rouleau d'électrodes torsadées en spirale.

Toutes les batteries lithium-ion sont conçues avec des mesures pour assurer leur fonctionnement en toute sécurité. Tout d'abord, cela concerne la prévention de l'échauffement et de l'inflammation. Un mécanisme est installé sous le couvercle de la batterie qui augmente la résistance de la batterie avec l'augmentation coéfficent de température. Lorsque la pression à l'intérieur de la batterie dépasse la limite autorisée, le mécanisme casse la borne positive et la cathode.

De plus, pour augmenter la sécurité de fonctionnement dans les batteries Li-Ion, une carte électronique est obligatoire. Son but est de contrôler les processus de charge et de décharge, d'exclure la surchauffe et les courts-circuits.

De nombreuses batteries lithium-ion prismatiques sont actuellement produites. Ils trouvent une application dans les smartphones et les tablettes. La conception des batteries prismatiques peut souvent différer d'un fabricant à l'autre, car elle n'a pas une seule unification. Les électrodes de polarité opposée sont séparées par un séparateur. Pour sa production, du polypropylène poreux est utilisé.

La conception des batteries Li-Ion et d'autres types de batteries au lithium est toujours scellée. ce exigence obligatoire, car une fuite d'électrolyte n'est pas autorisée. S'il fuit, l'électronique sera endommagée. De plus, la conception étanche empêche l'eau et l'oxygène de pénétrer dans la batterie. S'ils pénètrent à l'intérieur, ils détruiront la batterie par réaction avec l'électrolyte et les électrodes. Production de composants pour batteries à lithium et leur assemblage se fait dans des caissons secs spéciaux sous atmosphère d'argon. Dans ce cas, des méthodes complexes de soudage, d'étanchéité, etc. sont utilisées.

Quant à la quantité de masse active d'une batterie Li-Ion, les fabricants sont toujours à la recherche d'un compromis ici. Ils doivent atteindre une capacité maximale et assurer la sécurité de fonctionnement. La relation est basée sur :

A o / A n \u003d 1,1, où

A o est la masse active de l'électrode négative ;

Et p est la masse active de l'électrode positive.

Cet équilibre empêche la formation de lithium (métal pur) et élimine l'inflammation.

Paramètres des batteries Li-Ion

Les batteries lithium-ion produites aujourd'hui ont une densité d'énergie élevée et tension de fonctionnement. Cette dernière est dans la plupart des cas de 3,5 à 3,7 volts. L'intensité énergétique est de 100 à 180 wattheures par kilogramme ou de 250 à 400 par litre. Il y a quelque temps, les fabricants ne pouvaient pas produire des batteries d'une capacité supérieure à quelques ampères-heures. Maintenant, les problèmes entravant le développement dans cette direction ont été éliminés. Ainsi, des batteries de type lithium d'une capacité de plusieurs centaines d'ampères-heures ont commencé à être commercialisées.

Le courant de décharge des batteries Li─Ion modernes varie de 2C à 20C. Ils fonctionnent dans la plage de température environnement de -20 à +60 Celsius. Il existe des modèles efficaces à -40 Celsius. Mais cela vaut la peine de dire tout de suite que des séries spéciales de batteries fonctionnent à des températures négatives. Les batteries lithium-ion ordinaires pour téléphones portables deviennent inutilisables à basse température.

L'autodécharge de ce type de batterie est de 4 à 6 % au cours du premier mois. De plus, il diminue et s'élève à un pourcentage par an. Ceci est nettement inférieur à celui des batteries nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique. La durée de vie est d'environ 400 à 500 cycles de charge-décharge.

Parlons maintenant des caractéristiques du fonctionnement des batteries lithium-ion.

Fonctionnement des batteries lithium-ion

Chargement des batteries Li─Ion

La charge des batteries lithium-ion est généralement combinée. Tout d'abord, ils sont chargés à un courant constant de 0,2-1C jusqu'à ce qu'ils atteignent une tension de 4,1-4,2 volts. Et puis la charge est effectuée à courant continu. La première étape dure environ une heure, et la seconde environ deux. Pour charger la batterie plus rapidement, utilisez le mode pulsé. Initialement, des batteries Li─Ion avec du graphite ont été produites et une limite de tension de 4,1 volts par cellule a été fixée pour elles. Le fait est qu'à une tension plus élevée dans la cellule, des réactions secondaires ont commencé, réduisant la durée de vie de ces batteries.

Peu à peu, ces inconvénients ont été éliminés en alliant le graphite à divers additifs. Les cellules lithium-ion modernes chargent jusqu'à 4,2 volts sans problème. L'erreur est de 0,05 volt par cellule. Il existe des groupes de batteries Li─Ion pour les secteurs militaire et industriel, où une fiabilité accrue et une longue durée de vie sont requises. Pour de telles batteries résister tension maximale par élément 3,90 volts. Ils ont une densité d'énergie légèrement inférieure, mais une durée de vie prolongée.

Si vous chargez une batterie lithium-ion avec un courant de 1C, le temps nécessaire pour un ensemble complet de capacité sera de 2 à 3 heures. La batterie est considérée comme complètement chargée lorsque la tension atteint son maximum et que le courant chute à 3 % de la valeur au début du processus de charge. Cela peut être vu dans le tableau ci-dessous.

Le graphique ci-dessous présente les étapes de charge d'une batterie Li─Ion.

Le processus de charge comprend les étapes suivantes :

• Étape 1. À ce stade, l'eau coule à travers la batterie courant maximal charge. Elle continue jusqu'à ce que la tension de seuil soit atteinte ;
• Étape 2. Avec une tension de batterie constante, le courant de charge diminue progressivement. Cette étape est terminée lorsque le courant diminue à 3 % de la valeur initiale ;
• Étape 3. Si la batterie est stockée, à ce stade, il y a une charge périodique pour compenser l'autodécharge. Elle se fait environ toutes les 500 heures.
  Il est connu de la pratique que l'augmentation du courant de charge ne réduit pas le temps de charge de la batterie. Lorsque le courant augmente, la tension augmente plus rapidement jusqu'à la valeur de seuil. Mais alors la deuxième étape de charge dure plus longtemps. Certains chargeurs (chargeurs) peuvent charger une batterie Li─Ion en une heure. Dans une telle mémoire, il n'y a pas de deuxième étage, mais en réalité, la batterie à ce stade est chargée quelque part à 70%.

Quant à la charge par jet, elle ne s'applique pas aux batteries lithium-ion. En effet, ce type de batterie ne peut pas absorber l'énergie excédentaire lors de la recharge. La recharge par jet peut conduire au passage de certains des ions lithium à l'état métallique (valence 0).

Une charge courte compense bien l'autodécharge et la perte d'énergie électrique. La charge dans la troisième étape peut être effectuée toutes les 500 heures. En règle générale, il est effectué lorsque la tension de la batterie chute à 4,05 volts sur un élément. La charge est effectuée jusqu'à ce que la tension monte à 4,2 volts.

Il convient de noter la faible résistance des batteries lithium-ion à la surcharge. Suite à l'application d'une charge excessive sur la matrice de carbone (électrode négative), le dépôt de lithium métallique peut commencer. Il a une activité chimique très élevée et interagit avec l'électrolyte. En conséquence, le dégagement d'oxygène commence à la cathode, ce qui menace d'augmenter la pression dans le boîtier et de se dépressuriser. Par conséquent, si vous chargez une cellule Li─Ion en contournant le contrôleur, ne laissez pas la tension augmenter lors d'une charge supérieure à celle recommandée par le fabricant de la batterie. Si vous rechargez constamment la batterie, sa durée de vie sera raccourcie.

Les fabricants accordent une grande attention à la sécurité des batteries Li-Ion. La charge s'arrête lorsque la tension dépasse le niveau autorisé. Un mécanisme est également installé pour éteindre la charge lorsque la température de la batterie dépasse 90 degrés Celsius. Quelques modèles modernes les batteries ont un interrupteur de type mécanique dans leur conception. Il est déclenché par une augmentation de la pression à l'intérieur du boîtier de la batterie. Le mécanisme de contrôle de tension de la carte électronique déconnecte le bocal du monde extérieur par la tension minimale et maximale.

Il existe des batteries lithium-ion sans protection. Ce sont des modèles contenant du manganèse dans leur composition. Cet élément, lorsqu'il est surchargé, contribue à l'inhibition de la métallisation du lithium et à la libération d'oxygène. Par conséquent, dans de telles batteries, la protection devient inutile.

Caractéristiques de stockage et de décharge des batteries lithium-ion

Les batteries de type lithium se conservent assez bien et l'autodécharge par an n'est que de 10 à 20 %, selon les conditions de stockage. Mais en même temps, la dégradation des cellules de la batterie continue même si elle n'est pas utilisée. En général, tous les paramètres électriques d'une batterie lithium-ion peuvent différer pour chaque cas spécifique.

Par exemple, la tension pendant la décharge varie en fonction du degré de charge, du courant, de la température ambiante, etc. La durée de vie de la batterie est affectée par les courants et les modes du cycle de décharge-charge, la température. L'un des principaux inconvénients des batteries Li-Ion est leur sensibilité au mode charge-décharge, c'est pourquoi elles fournissent beaucoup de différents types protection

Les graphiques ci-dessous montrent les caractéristiques de décharge des batteries lithium-ion. Ils considèrent la dépendance de la tension sur le courant de décharge et la température ambiante.

Comme on peut le voir, lorsque le courant de décharge augmente, la chute de capacité est insignifiante. Mais en même temps, la tension de fonctionnement est sensiblement réduite. Une image similaire est observée à des températures inférieures à 10 degrés Celsius. Il convient également de noter la chute de tension initiale de la batterie.

NiCd - batteries nickel-cadmium
La technologie du nickel alcalin a été introduite en 1899 lorsque Waldmar Jungner a inventé la première pile au nickel-cadmium (NiCD). Les matériaux utilisés étaient chers à cette époque et leur utilisation était limitée à un équipement spécial. Les batteries de ce type ont une anode en nickel et une cathode en cadmium. En 1932, des matières actives sont introduites dans l'électrode de nickel à plaque poreuse, et à partir de 1947, des recherches commencent sur les batteries NiCD étanches, dans lesquelles les gaz internes libérés lors de la charge se recombinent à l'intérieur, et ne sont pas libérés à l'extérieur comme dans les versions précédentes. Ces améliorations ont conduit à la batterie NiCD scellée moderne qui est utilisée aujourd'hui.
À l'heure actuelle, les batteries NiCD sont toujours les plus populaires pour alimenter les radios portables, les équipements médicaux, les caméras vidéo professionnelles, les appareils d'enregistrement et les outils puissants. Ainsi, plus de 50 % de toutes les batteries des équipements portables sont des NiCD. L'émergence de batteries plus récentes en termes de système électrochimique, bien qu'elle ait entraîné une diminution de l'utilisation des batteries NiCD, cependant, l'identification des lacunes de nouveaux types de batteries a conduit à un regain d'intérêt pour les batteries NiCD.
Une batterie NiCD est comme un travailleur fort et silencieux qui travaille dur et ne cause pas beaucoup de problèmes. Il favorise la charge rapide plutôt que la charge lente et la charge pulsée plutôt que la charge courant continu. L'amélioration du rendement est obtenue en répartissant les impulsions de décharge entre les impulsions de charge. Cette méthode de charge, communément appelée charge inversée, maintient une surface active élevée des électrodes, augmentant ainsi l'efficacité et la durée de vie de la batterie. La charge inversée améliore également la charge rapide, car aide à la recombinaison des gaz libérés lors de la charge. En conséquence, la batterie chauffe moins et se charge plus efficacement qu'avec la méthode de charge CC standard.
Un autre problème important qui est résolu lors de l'utilisation d'une charge inverse est la réduction des formations de cristaux dans les cellules de la batterie, ce qui augmente l'efficacité et prolonge sa durée de vie. Des recherches menées en Allemagne ont montré que la charge inversée ajoute environ 15 % à la durée de vie d'une batterie NiCD.
Il est nocif pour les piles NiCD de se trouver dans chargeur dans quelques jours. En fait, les batteries NiCD sont le seul type de batterie qui fonctionne mieux lorsqu'elles sont soumises périodiquement à une décharge complète. Tous les autres types de batteries selon le système électrochimique préfèrent une décharge peu profonde. Ainsi, la décharge complète périodique est importante pour les batteries NiCD, et si elle n'est pas effectuée, les batteries NiCD perdent progressivement de leur efficacité en raison de la formation de gros cristaux sur les plaques de cellule, un phénomène appelé effet mémoire.
Parmi les inconvénients de la batterie NiCD figure la nécessité d'un décharge complète pour maintenir les propriétés opérationnelles (éliminer l'effet mémoire), une autodécharge élevée (jusqu'à 10% pendant les premières 24 heures) et des dimensions importantes par rapport aux autres types de batteries. De plus, la batterie contient du cadmium et nécessite une élimination spéciale. Dans un certain nombre de pays scandinaves, pour cette raison, son utilisation a déjà été interdite. En raison de la grande taille et des problèmes d'élimination, la batterie NiCD quitte progressivement le marché des téléphones portables.

NiMh - batteries à hydrure métallique de nickel
À la fin des années 60 du 20e siècle, les scientifiques ont découvert un certain nombre d'alliages capables de lier l'hydrogène atomique dans un volume 1000 fois supérieur au leur. Ils sont appelés hydrures et, chimiquement, ce sont généralement des composés de métaux tels que le zinc, le lithium et le nickel. Utilisés à bon escient, les hydrures peuvent stocker suffisamment d'hydrogène pour être utilisés dans des réactions réversibles à l'intérieur des batteries. Ils ont une cathode hydrure et une anode en nickel La recherche sur la technologie des batteries NiMH a commencé dans les années 1970 et a été entreprise pour tenter de surmonter les lacunes des batteries nickel-cadmium. Cependant, les composés d'hydrure métallique utilisés à cette époque étaient instables et les caractéristiques requises n'étaient pas atteintes. En conséquence, le développement des batteries NiMH s'est ralenti. De nouveaux composés d'hydrure métallique suffisamment stables pour les applications de batteries ont été développés dans les années 1980. Depuis la fin des années 80, les batteries NiMH ont été constamment améliorées, principalement en termes de densité de stockage d'énergie. Leurs développeurs ont noté que la technologie NiMH a le potentiel d'atteindre des densités d'énergie encore plus élevées.
Le nombre de cycles de charge/décharge pour les batteries NiMH est d'environ 500. Une décharge peu profonde plutôt qu'une décharge profonde est préférable. La durée de vie de la batterie est directement liée à la profondeur de décharge.
Une batterie NiMH génère beaucoup plus de chaleur pendant la charge qu'une batterie NiCd et nécessite un algorithme plus sophistiqué pour détecter lorsqu'elle est complètement chargée si le contrôle de la température n'est pas utilisé. La plupart des batteries NiMH sont équipées d'un capteur de température interne pour fournir des critères supplémentaires pour détecter une charge complète. De plus, une batterie NiMH ne peut pas se charger aussi rapidement - le temps de charge est généralement le double de celui d'un NiCD. La charge flottante doit être plus contrôlée que pour les batteries NiCd.
Le courant de décharge recommandé pour les batteries NiMH est bien inférieur à celui des batteries NiCD. Les fabricants recommandent donc un courant de charge de 0,2 C à 0,5 C (un cinquième à la moitié de la capacité nominale). Cet inconvénient n'est pas critique si le courant de charge requis est faible. Pour les applications nécessitant un courant de charge élevé ou charge d'impulsion, tels que les radios portables et les instruments puissants, les piles NiCD sont recommandées.
Les batteries NiMH et NiCD ont une autodécharge acceptable. Une batterie NiCD perd environ 10 % de sa capacité pendant les premières 24 heures, après quoi le taux d'autodécharge est d'environ 10 % par mois. L'autodécharge des batteries NiMH est 1,5 à 2 fois supérieure à celle des NiCD. L'utilisation de matériaux hydrure qui améliorent la liaison hydrogène pour réduire l'autodécharge entraîne généralement une réduction de la capacité de la batterie.
La capacité des batteries NiMH est environ 30 % supérieure à celle d'une batterie NiCD standard de même taille. Les cellules NiCD à très haute capacité offrent un niveau de capacité proche de celui des NiMH.
Le prix des batteries NiMH est environ 30% plus élevé que celui des NiCD. Cependant, le prix n'est pas le principal problème si l'utilisateur a besoin grande capacité et petites dimensions. En comparaison, les cellules NiCD à très haute capacité ne sont que légèrement plus chères que les cellules NiCD standard. En termes de capacité/coût, les batteries NiCD à très haute capacité sont plus économiques que les NiMH.

Li-Ion - batteries lithium-ion
Le lithium est le métal le plus réactif. Sur cette base, les alimentations modernes pour ordinateurs portables fonctionnent. Presque toutes les alimentations haute densité utilisent du lithium en raison de sa propriétés chimiques. Un kilogramme de lithium est capable de stocker 3860 ampères-heures. A titre de comparaison, l'indice du zinc est de 820, tandis que celui du plomb est de 260. Selon le type d'anode, les piles au lithium peuvent créer une tension d'un volt et demi à 3,6 volts, supérieure à celle de tout autre élément.
Le problème était que le lithium est trop actif. Le lithium est le métal le plus léger, mais il a aussi un potentiel électrochimique très négatif. De ce fait, le lithium se caractérise par la spécificité théorique la plus élevée énergie électrique. Les sources de courant secondaires à base de lithium ont une tension de décharge élevée et une capacité importante.
Les premiers travaux sur les batteries au lithium ont été réalisés par G.N. Lewis en 1912. Cependant, ce n'est qu'en 1970 que les premiers exemplaires commerciaux de sources primaires de courant au lithium sont apparus. Des tentatives de développement de sources de courant au lithium rechargeables ont été faites dès les années 80, mais ont échoué en raison de l'impossibilité d'assurer un niveau de sécurité acceptable lors de leur manipulation.
À la suite d'études menées dans les années 80, il a été constaté que lors du cyclage d'une source de courant avec une électrode de lithium métallique, des dendrites se forment à la surface du lithium. La croissance de la dendrite à l'électrode positive et l'apparition d'un court-circuit à l'intérieur de la source de courant au lithium est la cause de la défaillance de la cellule. Dans ce cas, la température à l'intérieur de la batterie peut atteindre le point de fusion du lithium (180°C). À la suite de l'interaction chimique violente du lithium avec l'électrolyte, une explosion se produit. Par exemple, un grand nombre de batteries au lithium expédiées au Japon en 1991 ont été renvoyées aux fabricants après que plusieurs personnes ont été brûlées à la suite d'explosions de batteries de téléphones portables.

Le principe de fonctionnement d'une batterie Li-ion

Les fabricants de batteries ont essayé d'utiliser le lithium sous forme d'ions. Dans une tentative de créer une source de courant à base de lithium sûre, la recherche a conduit au remplacement du lithium métal labile au cycle dans la batterie par des composés interstitiels de lithium dans des oxydes de carbone et de métaux de transition. Ainsi, ils ont réussi à obtenir toutes les qualités électrochimiques utiles sans toucher à la forme capricieuse du métal.
Dans les cellules lithium-ion, les ions lithium sont liés par des molécules d'autres matériaux.Les matériaux les plus populaires pour créer des batteries lithium-ion sont actuellement le graphite et l'oxyde de lithium-cobalt (LiCoO2). Dans une telle source de courant, au cours de la charge-décharge, des ions lithium passent d'une électrode interstitielle à une autre et inversement. Bien que ces matériaux d'électrode aient une énergie électrique spécifique plusieurs fois inférieure à celle du lithium, les batteries basées sur ceux-ci sont tout à fait sûres, à condition que certaines précautions soient prises lors de la charge et de la décharge. En 1991, la société Début Sony production commerciale de batteries lithium-ion et est actuellement leur plus grand fournisseur.
Les caractéristiques spécifiques des batteries lithium-ion sont au moins deux fois plus élevées que celles des batteries nickel-cadmium et sont bien caractérisées lors de travaux sur courants élevés ce qui est nécessaire, par exemple, lors de l'utilisation de ces batteries dans les téléphones portables et les ordinateurs portables. Les batteries lithium-ion ont une autodécharge assez faible (2 à 5 % par mois).
Pour assurer la sécurité et la durabilité, chaque bloc-batterie doit être équipé d'un circuit électrique contrôles pour limiter la tension de crête de chaque cellule pendant la charge et empêcher la tension de la cellule de chuter en dessous des niveaux acceptables lors de la décharge. De plus, le courant maximal de charge et de décharge doit être limité et la température de la cellule doit être contrôlée. Si ces précautions sont respectées, la possibilité de formation de lithium métallique à la surface des électrodes pendant le fonctionnement (ce qui entraîne le plus souvent des conséquences indésirables) est pratiquement éliminée.
Selon le matériau de l'électrode négative, les batteries lithium-ion peuvent être divisées en deux types principaux :
- avec électrode négative à base de coke (Sony)
- et à base de graphite (la plupart des autres fabricants).
Les sources de courant d'électrode négative à base de graphite ont une courbe de décharge plus lisse avec une forte chute de tension à la fin de la décharge, par rapport à la courbe de décharge plus plate d'une batterie d'électrodes à coke. Par conséquent, afin d'obtenir la capacité la plus élevée possible, la tension de décharge finale des batteries avec une électrode négative au coke est généralement réglée plus bas (jusqu'à 2,5 V) par rapport aux batteries avec une électrode en graphite (jusqu'à 3 V). De plus, les batteries avec une électrode négative en graphite sont capables de fournir un courant de charge plus élevé et moins de chaleur pendant la charge et la décharge que les batteries avec une électrode négative en coke.
Les fabricants améliorent constamment la technologie des batteries lithium-ion. Il y a une recherche et une amélioration constantes des matériaux d'électrode et de la composition de l'électrolyte. En parallèle, des efforts sont faits pour améliorer la sécurité des batteries lithium-ion, tant au niveau des sources d'alimentation individuelles qu'au niveau des circuits de contrôle.
Les batteries lithium-ion sont les plus chères disponibles sur le marché aujourd'hui. L'amélioration de la technologie de production et le remplacement de l'oxyde de cobalt par un matériau moins coûteux peuvent entraîner une réduction de 50 % de leur coût au cours des prochaines années.
D'autres technologies lithium-ion continuent de se développer, comme en témoignent les résultats de recherche publiés. Ainsi, selon FujiFilm, le matériau oxyde composite amorphe à base d'étain pour l'électrode négative développé par cette société est capable de fournir 1,5 fois plus capacité électrique par rapport aux batteries avec une électrode de carbone standard. Les avantages possibles des batteries avec ce matériau sont une plus grande sécurité, une charge plus rapide, de bonnes caractéristiques de décharge et haute efficacitéà basse température. Les inconvénients des premiers stades de la recherche ne sont généralement pas mentionnés.
Les batteries lithium-ion ont une densité d'énergie très élevée. Soyez prudent lors de la manipulation et des tests. Ne pas court-circuiter la batterie, la surcharger, l'écraser, la démonter, la percer avec des objets métalliques, la brancher polarité inversée ne les exposez pas à des températures élevées. Cela peut vous causer des dommages physiques.

Li-Pol - batteries au lithium polymère
Il s'agit de la dernière innovation en matière de technologie au lithium. L'anode est séparée de la cathode par un déflecteur en polymère, un matériau composite tel que le polyacrylonitrite qui contient un sel de lithium. De ce fait, il devient possible de simplifier la conception de la cellule, puisque toute fuite de l'électrolyte de type gel est impossible. Ainsi, à la même gravité spécifique, les batteries lithium-polymère de forme optimale peuvent stocker 22 % d'énergie en plus que les batteries lithium-ion similaires. Ceci est réalisé en remplissant les volumes "morts" dans les coins du compartiment, qui resteraient inutilisés dans le cas d'une batterie cylindrique.
En plus de ces avantages évidents, les cellules au lithium polymère sont écologiques et plus légères, du fait de l'absence de boîtier métallique externe.