Avec le développement de la diversification mondiale, nos vies changent constamment, y compris les divers produits électroniques avec lesquels nous sommes en contact. Vous ne devez donc pas connaître certains des composants de ces produits, tels que les piles au lithium à haute tension.
Les besoins en capacité des batteries lithium-ion pour les équipements électriques ne cessant d'augmenter, les attentes des citoyens sont de plus en plus grandes en ce qui concerne les batteries lithium-ion. densité énergétique des batteries au lithium. En particulier, divers appareils portables tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables ont posé des exigences plus élevées en matière de batteries lithium-ion de petite taille et à longue durée de vie.
De même, d'autres équipements électriques, tels que les équipements de stockage d'énergie, les outils électriques, les véhicules électriques, etc., développent constamment des batteries lithium-ion plus légères, plus petites, avec une tension de sortie et une densité de puissance plus élevées. C'est pourquoi.., pile au lithium haute tension sont également devenus un axe de recherche et de développement important dans la plupart des pays de l'UE. fournisseurs de bess de premier plan.
Qu'est-ce qu'une pile au lithium haute tension ?
Une batterie haute tension est une batterie dont la tension est relativement élevée par rapport aux batteries ordinaires. Elle peut être divisée en deux types, selon les éléments de batterie et les blocs de batterie. Les batteries haute tension sont définies à partir de la tension des cellules de la batterie. Cet aspect concerne principalement les batteries au lithium. Actuellement, les principaux types de piles au lithium sont les piles au lithium haute tension et les piles au lithium basse tension.
Actuellement, l'oxyde de lithium et de cobalt a fait l'objet de nombreuses recherches et a été utilisé comme matériau d'anode à haute tension. Cette structure est de type non-nafeo2 et convient mieux à l'insertion et à l'éjection des ions lithium. La densité énergétique théorique de l'oxyde de cobalt et de lithium est de 274mAh/g, le processus de production est simple, la performance électrochimique est stable et la part de marché est élevée.
Dans les applications pratiques, seuls certains ions lithium peuvent être intégrés et éjectés de manière réversible, et la densité énergétique réelle est d'environ 167mAh/g (la tension de fonctionnement est de 4,35v). L'augmentation de la tension de fonctionnement peut accroître considérablement la densité énergétique. Par exemple, l'augmentation de la tension de fonctionnement de 4,2v à 4,35v peut augmenter la densité énergétique d'environ 16%.
Historique du développement des piles au lithium haute tension
Afin de concevoir des batteries lithium-ion à haute densité énergétique, outre l'optimisation continue de leur utilisation de l'espace, l'augmentation de la densité de compactage et de la capacité en grammes des matériaux des électrodes positives et négatives de la batterie, des nanomètres de carbone hautement conducteurs et des liants polymères sont utilisés pour améliorer les électrodes positives et négatives. Outre la teneur en matériaux actifs, l'augmentation de la tension de fonctionnement des batteries lithium-ion est également l'un des principaux moyens d'accroître la densité énergétique des batteries.
La tension de coupure des batteries lithium-ion passe progressivement de 4,2V à 4,35V, 4,4V, 4,45V, 4,5V et 5V. Parmi elles, les batteries lithium-ion nickel-manganèse de 5V présentent d'excellentes caractéristiques, telles qu'une densité énergétique élevée et une grande puissance, et constitueront l'une des orientations importantes pour le développement futur des véhicules à énergie nouvelle et du stockage de l'énergie. Avec le développement continu de la technologie de R&D en matière d'alimentation électrique, les batteries lithium-ion à plus haute tension et à plus haute densité énergétique sortiront progressivement des laboratoires et serviront les consommateurs à l'avenir.
Caractéristiques de la pile au lithium haute tension
Les piles au lithium à haute tension ont une densité énergétique plus élevée et des performances de sécurité plus faibles que les piles à basse tension, mais leur plate-forme de décharge est relativement élevée. En même temps, les capacité de la batterieLes batteries haute tension sont plus légères que les batteries basse tension en termes de volume et de poids.
Comme la tension des batteries au lithium haute tension augmente, certaines propriétés de sécurité seront réduites pendant l'utilisation, c'est pourquoi elles n'ont pas été utilisées en masse dans les véhicules électriques. À l'heure actuelle, les matériaux cathodiques utilisés dans les véhicules électriques sont principalement des matériaux ternaires et du phosphate de fer-lithium. Afin d'augmenter la densité énergétique pour répondre à la demande, des matériaux de cathode à haute teneur en nickel tels que le 811NCM et le NCA, des anodes silicium-carbone à haute capacité ou l'amélioration de l'utilisation de l'espace de la batterie sont généralement sélectionnés pour améliorer la densité énergétique et l'efficacité de la batterie. cycle de vie de la batterie.
Les matériaux actuels et à haute tension à base d'oxyde de cobalt et de lithium sont utilisés dans les batteries à haute densité énergétique, notamment par les fabricants de batteries de téléphones portables haut de gamme. Les exigences croissantes en matière de performances des batteries se traduisent principalement par la nécessité d'une densité énergétique plus élevée, comme les exigences en matière de carbone pour les cathodes des batteries de 4,35V. La densité énergétique est d'environ 660wh/L, et la batterie de 4,4V a atteint environ 740wh/L.
Pour ce faire, le matériau de l'anode doit avoir une densité de compactage plus élevée, un volume de vide plus important et la structure du matériau doit être plus stable sous haute pression. Cependant, le matériau d'électrode à base d'oxyde de cobalt et de lithium présente des inconvénients tels que le manque de ressources en cobalt, le prix élevé et une certaine toxicité des ions cobalt, ce qui limite son application dans les batteries au lithium.
En termes de taux de décharge entre les piles haute tension et les piles basse tension, les piles au lithium haute tension ont un taux de décharge plus élevé et une puissance plus forte que les piles au lithium basse tension. Par conséquent, les piles haute tension devraient théoriquement être plus adaptées à une utilisation dans des produits et des équipements nécessitant un taux de décharge élevé.
Précautions à prendre lors de l'utilisation de piles au lithium à haute tension
La tension des piles au lithium est généralement comprise entre 3,7 et 3,8 V. Les piles au lithium peuvent être divisées en piles au lithium basse tension et en piles au lithium haute tension en fonction de la tension. La tension nominale des piles au lithium basse tension est généralement inférieure à 3,6 V, et la tension nominale des piles au lithium haute tension est généralement supérieure à 3,6 V.
Selon le test du compteur de piles au lithium, la tension des piles au lithium basse tension est comprise entre 2,5 et 4,2 V, et celle des piles au lithium haute tension entre 2,5 et 4,35 V. Le niveau de tension est également l'un des signes importants permettant de distinguer les deux types de piles.
Les piles au lithium haute tension conviennent aux applications qui nécessitent une capacité, un volume et un poids élevés, telles que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables ; les piles au lithium basse tension conviennent aux applications qui ne nécessitent pas un volume et un poids élevés, telles que les outils électriques.
En même temps, vous devez faire attention aux points suivants lorsque vous utilisez des piles au lithium à haute tension :
1. Lors de l'utilisation, il convient d'utiliser un chargeur de batterie spécial et de veiller à ce que la batterie ne soit pas endommagée. charge de la batterie les paramètres de tension et de courant ;
2. Ne pas court-circuiter de force la pile au lithium afin d'éviter de l'endommager et de poser des problèmes de sécurité ;
3. Ne pas sélectionner au hasard des piles pour une utilisation mixte. Les piles ayant les mêmes paramètres doivent être sélectionnées pour une utilisation combinée ;
4. Lorsque les piles au lithium ne sont pas utilisées, elles doivent être stockées dans un endroit frais et sec.
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