Les batteries lithium-ion doivent-elles être complètement chargées ?
Pile ternaire au lithium et les piles au phosphate de fer-lithium sont deux types de piles au lithium actuellement largement utilisées dans les véhicules à énergie nouvelle. Les manuels d'utilisation des véhicules utilisant des batteries ternaires au lithium informent les utilisateurs que s'ils ne parcourent pas de longues distances au quotidien, il est préférable de ne pas les utiliser. La batterie est complètement chargée, mais il est conseillé de la charger à 80%.
Le manuel d'utilisation des modèles au phosphate de fer lithié indique aux utilisateurs qu'il est préférable de charger complètement la batterie une fois par semaine. Il s'agit dans les deux cas de batteries au lithium, alors pourquoi y a-t-il des différences d'utilisation aussi importantes ? Dans cet article, nous allons aborder ce sujet.
Table des matières
Le principe de la batterie lithium-ion
Le mouvement dirigé des électrons forme le courant électrique. Le courant circule du positif vers le négatif, mais il s'agit essentiellement d'un flux d'électrons du négatif vers le positif. De nombreuses substances naturelles possèdent des électrons et si nous pouvons contrôler artificiellement le mouvement de ces électrons, nous pouvons fabriquer des piles.
L'image ci-dessus représente la structure de la première batterie au monde, qui peut générer un courant électrique à l'aide de feuilles de cuivre, de feuilles de zinc et d'eau salée. Bien que nous n'en connaissions pas le principe spécifique, nous pouvons certainement imaginer que la raison pour laquelle elle peut se décharger est que le mouvement des électrons se produit essentiellement. Voyons comment le zinc et le cuivre produisent du courant électrique.
Nous savons tous qu'un atome est composé d'un noyau et d'une couche externe d'électrons. Le zinc possède deux électrons dans sa couche externe. Comme il est très actif, il est plus enclin à perdre des électrons. Un électron se trouve dans la couche externe du noyau de l'élément cuivre. Bien qu'il soit plus enclin à perdre des électrons, il n'est pas aussi actif que le zinc, de sorte que le cuivre est plus enclin à gagner des électrons que le zinc.
Ainsi, lorsque nous connectons la feuille de cuivre et la feuille de zinc avec des fils, les électrons externes de l'élément de zinc se déplacent vers la feuille de cuivre, provoquant ainsi un mouvement directionnel des électrons et générant un courant.
Mais ces piles sont toujours inutilisables. Comme le zinc perd des électrons et se transforme en ions zinc chargés positivement, les charges positives et négatives s'attirent mutuellement, ce qui attire les électrons et les empêche de se déplacer davantage vers le cuivre. Cette structure ne peut donc pas continuer à produire du courant.
Que faire alors pour générer un courant stable ? La réponse est d'ajouter de l'électrolyte. Chaque fois qu'un atome de zinc perd des électrons pour produire des ions zinc, ces derniers pénètrent dans l'électrolyte et se dirigent vers le cuivre à travers l'électrolyte. Cela empêche les électrons d'être adsorbés, ce qui permet aux électrons de continuer à circuler pour générer du courant.
Mais cette batterie est jetable et ne peut pas être rechargée. Le principe des piles au lithium est le même que ci-dessus, à savoir qu'elles reposent sur la migration des électrons pour générer du courant. La différence est que les piles au lithium peuvent être rechargées.
La cathode d'une batterie au lithium est un composé de lithium, tel que le lithium ternaire ou le phosphate de fer lithié, et l'anode est du graphite. Pendant la charge, les électrons de la cathode circulent du circuit externe vers l'anode sous l'effet de la tension positive de l'alimentation électrique. Dans le même temps, les ions lithium générés par la cathode pénètrent dans le graphite de l'anode à travers l'électrolyte.
Pourquoi n'est-il pas recommandé de charger complètement une pile au lithium ternaire ?
Ceci est principalement lié aux caractéristiques du matériau de la cathode. Comme indiqué précédemment, les batteries au lithium reposent essentiellement sur le mouvement de va-et-vient des ions lithium et des électrons pour générer du courant et stocker de l'électricité. Pendant la charge, les électrons et les ions lithium sont éjectés de la cathode et arrivent à l'anode. Pendant la décharge, les ions lithium et les électrons sont libérés de l'anode et reviennent à la cathode.
Si les ions lithium affluent vers la cathode pendant la charge et que la cathode conserve toujours la position des ions lithium pendant la décharge, la capacité de la batterie aura du mal à diminuer. Si les ions lithium affluent vers la cathode pendant la charge, mais que les espaces vacants sont occupés par d'autres substances, une partie des ions lithium de la cathode n'aura nulle part où aller pendant la décharge, ce qui entraînera une baisse de la capacité de la batterie.
Le matériau de la cathode de la batterie ternaire au lithium est instable, et les ions divalents de nickel et les ions de lithium qu'elle contient ont des diamètres similaires. Lors de la charge, les ions lithium se dirigent tous vers l'anode. À ce moment-là, certains ions nickel peuvent occuper la position des ions lithium, ce qui entraîne une baisse de la capacité de la batterie.
Par conséquent, lors de la conception de la batterie, le nombre de matériaux de la cathode dans les batteries au lithium ternaires sera supérieur à celui des matériaux de l'anode. En d'autres termes, il y a plus d'ions lithium et d'espace pour stocker les ions lithium, ce qui peut garantir la stabilité de la capacité. Mais cela pose un nouveau problème : l'anode ne dispose pas d'autant d'espace pour accueillir tous les ions lithium de la batterie pendant la charge.
Il convient donc d'être prudent lors de la charge. La charge doit être arrêtée à temps lorsque l'anode est pleine d'ions lithium. Sinon, les ions lithium continueront à se déplacer vers l'anode et celle-ci n'aura plus de place pour les accueillir.
À ce moment-là, les ions lithium se cristallisent, ce qui peut affecter la durée de vie au mieux, ou percer le diaphragme et provoquer un court-circuit, entraînant un danger. Il est donc utile de réduire ce risque en ne chargeant pas complètement l'appareil à chaque fois.
Pourquoi les batteries LiFePO4 doivent-elles être rechargées régulièrement ?
La tension de la batterie étant une base importante pour que le système de gestion de la batterie puisse juger de la puissance du bloc-batterie, la plage de tension de fonctionnement des batteries au phosphate de fer lithié est particulièrement étroite, et sa tension varie très peu en fonction de la capacité dans une large plage.
Par exemple, la tension peut être la même lorsque la puissance de la batterie est de 30% et de 60%. Cette caractéristique rendra le système de gestion de la batterie complètement fou et il ne pourra pas juger de la capacité de la batterie en fonction de la tension. C'est pourquoi il faut la charger complètement régulièrement et laisser le système de gestion de la batterie calibrer la puissance.
De plus, les molécules de la matériaux de cathode des batteries lithium-fer-phosphate sont très étroitement agencés, ce qui les rend très stables, mais limite également la vitesse de déplacement des ions lithium, d'où une faible densité d'énergie.
Toutefois, en raison de sa grande stabilité, lorsque les ions lithium s'écoulent vers l'électrode négative pendant la charge, aucune autre substance n'occupe la position des ions lithium dans l'électrode positive, de sorte que sa durée de vie est plus longue et qu'elle n'est pas aussi sensible à la surcharge que les piles au lithium ternaires.
Ainsi, si vous achetez un deux-roues vélo électriquePour cela, vous devez vous renseigner sur le type de batterie utilisé par le véhicule lors de la recharge. Il est préférable de lire attentivement le manuel de l'utilisateur et de suivre les instructions pour charger la batterie, afin de maximiser sa durée de vie.
Chanceux
Bonjour, je m'appelle Lucky, je suis diplômé d'une université réputée en Chine, je me consacre maintenant principalement à la rédaction d'articles sur les batteries de moto au lithium et la station d'échange de batteries, je m'engage à offrir des services et des solutions sur la station d'échange de batteries pour diverses industries.
Les batteries lithium-ion doivent-elles être complètement chargées ?
Pile ternaire au lithium et les piles au phosphate de fer-lithium sont deux types de piles au lithium actuellement largement utilisées dans les véhicules à énergie nouvelle. Les manuels d'utilisation des véhicules utilisant des batteries ternaires au lithium informent les utilisateurs que s'ils ne parcourent pas de longues distances au quotidien, il est préférable de ne pas les utiliser. La batterie est complètement chargée, mais il est conseillé de la charger à 80%.
Le manuel d'utilisation des modèles au phosphate de fer lithié indique aux utilisateurs qu'il est préférable de charger complètement la batterie une fois par semaine. Il s'agit dans les deux cas de batteries au lithium, alors pourquoi y a-t-il des différences d'utilisation aussi importantes ? Dans cet article, nous allons aborder ce sujet.
Le principe de la batterie lithium-ion
Le mouvement dirigé des électrons forme le courant électrique. Le courant circule du positif vers le négatif, mais il s'agit essentiellement d'un flux d'électrons du négatif vers le positif. De nombreuses substances naturelles possèdent des électrons et si nous pouvons contrôler artificiellement le mouvement de ces électrons, nous pouvons fabriquer des piles.
L'image ci-dessus représente la structure de la première batterie au monde, qui peut générer un courant électrique à l'aide de feuilles de cuivre, de feuilles de zinc et d'eau salée. Bien que nous n'en connaissions pas le principe spécifique, nous pouvons certainement imaginer que la raison pour laquelle elle peut se décharger est que le mouvement des électrons se produit essentiellement. Voyons comment le zinc et le cuivre produisent du courant électrique.
Nous savons tous qu'un atome est composé d'un noyau et d'une couche externe d'électrons. Le zinc possède deux électrons dans sa couche externe. Comme il est très actif, il est plus enclin à perdre des électrons. Un électron se trouve dans la couche externe du noyau de l'élément cuivre. Bien qu'il soit plus enclin à perdre des électrons, il n'est pas aussi actif que le zinc, de sorte que le cuivre est plus enclin à gagner des électrons que le zinc.
Ainsi, lorsque nous connectons la feuille de cuivre et la feuille de zinc avec des fils, les électrons externes de l'élément de zinc se déplacent vers la feuille de cuivre, provoquant ainsi un mouvement directionnel des électrons et générant un courant.
Mais ces piles sont toujours inutilisables. Comme le zinc perd des électrons et se transforme en ions zinc chargés positivement, les charges positives et négatives s'attirent mutuellement, ce qui attire les électrons et les empêche de se déplacer davantage vers le cuivre. Cette structure ne peut donc pas continuer à produire du courant.
Que faire alors pour générer un courant stable ? La réponse est d'ajouter de l'électrolyte. Chaque fois qu'un atome de zinc perd des électrons pour produire des ions zinc, ces derniers pénètrent dans l'électrolyte et se dirigent vers le cuivre à travers l'électrolyte. Cela empêche les électrons d'être adsorbés, ce qui permet aux électrons de continuer à circuler pour générer du courant.
Mais cette batterie est jetable et ne peut pas être rechargée. Le principe des piles au lithium est le même que ci-dessus, à savoir qu'elles reposent sur la migration des électrons pour générer du courant. La différence est que les piles au lithium peuvent être rechargées.
La cathode d'une batterie au lithium est un composé de lithium, tel que le lithium ternaire ou le phosphate de fer lithié, et l'anode est du graphite. Pendant la charge, les électrons de la cathode circulent du circuit externe vers l'anode sous l'effet de la tension positive de l'alimentation électrique. Dans le même temps, les ions lithium générés par la cathode pénètrent dans le graphite de l'anode à travers l'électrolyte.
Pendant la décharge, les électrons retournent de l'anode à la cathode à travers un circuit externe, tandis que les ions lithium retournent à la cathode à partir de l'anode. électrolyte pour batterie lithium-ion. C'est le principe de charge et décharge de la batterie au lithium-ion.
Pourquoi n'est-il pas recommandé de charger complètement une pile au lithium ternaire ?
Ceci est principalement lié aux caractéristiques du matériau de la cathode. Comme indiqué précédemment, les batteries au lithium reposent essentiellement sur le mouvement de va-et-vient des ions lithium et des électrons pour générer du courant et stocker de l'électricité. Pendant la charge, les électrons et les ions lithium sont éjectés de la cathode et arrivent à l'anode. Pendant la décharge, les ions lithium et les électrons sont libérés de l'anode et reviennent à la cathode.
Si les ions lithium affluent vers la cathode pendant la charge et que la cathode conserve toujours la position des ions lithium pendant la décharge, la capacité de la batterie aura du mal à diminuer. Si les ions lithium affluent vers la cathode pendant la charge, mais que les espaces vacants sont occupés par d'autres substances, une partie des ions lithium de la cathode n'aura nulle part où aller pendant la décharge, ce qui entraînera une baisse de la capacité de la batterie.
Le matériau de la cathode de la batterie ternaire au lithium est instable, et les ions divalents de nickel et les ions de lithium qu'elle contient ont des diamètres similaires. Lors de la charge, les ions lithium se dirigent tous vers l'anode. À ce moment-là, certains ions nickel peuvent occuper la position des ions lithium, ce qui entraîne une baisse de la capacité de la batterie.
Par conséquent, lors de la conception de la batterie, le nombre de matériaux de la cathode dans les batteries au lithium ternaires sera supérieur à celui des matériaux de l'anode. En d'autres termes, il y a plus d'ions lithium et d'espace pour stocker les ions lithium, ce qui peut garantir la stabilité de la capacité. Mais cela pose un nouveau problème : l'anode ne dispose pas d'autant d'espace pour accueillir tous les ions lithium de la batterie pendant la charge.
Il convient donc d'être prudent lors de la charge. La charge doit être arrêtée à temps lorsque l'anode est pleine d'ions lithium. Sinon, les ions lithium continueront à se déplacer vers l'anode et celle-ci n'aura plus de place pour les accueillir.
À ce moment-là, les ions lithium se cristallisent, ce qui peut affecter la durée de vie au mieux, ou percer le diaphragme et provoquer un court-circuit, entraînant un danger. Il est donc utile de réduire ce risque en ne chargeant pas complètement l'appareil à chaque fois.
Pourquoi les batteries LiFePO4 doivent-elles être rechargées régulièrement ?
La tension de la batterie étant une base importante pour que le système de gestion de la batterie puisse juger de la puissance du bloc-batterie, la plage de tension de fonctionnement des batteries au phosphate de fer lithié est particulièrement étroite, et sa tension varie très peu en fonction de la capacité dans une large plage.
Par exemple, la tension peut être la même lorsque la puissance de la batterie est de 30% et de 60%. Cette caractéristique rendra le système de gestion de la batterie complètement fou et il ne pourra pas juger de la capacité de la batterie en fonction de la tension. C'est pourquoi il faut la charger complètement régulièrement et laisser le système de gestion de la batterie calibrer la puissance.
De plus, les molécules de la matériaux de cathode des batteries lithium-fer-phosphate sont très étroitement agencés, ce qui les rend très stables, mais limite également la vitesse de déplacement des ions lithium, d'où une faible densité d'énergie.
Toutefois, en raison de sa grande stabilité, lorsque les ions lithium s'écoulent vers l'électrode négative pendant la charge, aucune autre substance n'occupe la position des ions lithium dans l'électrode positive, de sorte que sa durée de vie est plus longue et qu'elle n'est pas aussi sensible à la surcharge que les piles au lithium ternaires.
Ainsi, si vous achetez un deux-roues vélo électriquePour cela, vous devez vous renseigner sur le type de batterie utilisé par le véhicule lors de la recharge. Il est préférable de lire attentivement le manuel de l'utilisateur et de suivre les instructions pour charger la batterie, afin de maximiser sa durée de vie.