La différence entre une batterie au lithium et une batterie au lithium-ion
22 novembre 2024
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Le rôle important des batteries
À l’ère des appareils intelligents et entièrement connectés, la révolution de la technologie des batteries est en train de remodeler notre façon de vivre. Qu’il s’agisse de smartphones lorsque l’alarme sonne le matin, de vélos électriques dans les transports, de claviers sans fil et de souris sur les bureaux, ou d’appareils médicaux portables dans les hôpitaux, les batteries rendent nos vies plus pratiques et plus efficaces. Cependant, lorsqu’il s’agit de la différence entre les batteries au lithium et les batteries lithium-ion, même les passionnés de technologie sont souvent confus. Cet article aidera les lecteurs à vraiment comprendre les différences essentielles entre ces deux technologies énergétiques clés grâce à une analyse approfondie.
Dans la vague de transformation numérique, il est devenu particulièrement important de comprendre la différence entre les batteries au lithium et les batteries lithium-ion. L’application de la technologie des batteries a pénétré tous les aspects de la vie moderne :
Électronique grand public :
(1) Smartphones : prennent en charge les besoins d’alimentation continue des réseaux 5G et des écrans géants
(2) Ordinateur portable : répondre aux exigences de longue durée de vie de la batterie pour le bureau mobile
(3) Wearable intelligent : fournir une alimentation stable pour les montres intelligentes et les bracelets de sport
(4) Appareil photo numérique : assurer le fonctionnement fiable d’un équipement photographique professionnel
Applications industrielles :
(1) Robots industriels : maintenir le fonctionnement continu des lignes de production automatisées
(2) Alimentation électrique de secours d’urgence : assurer l’alimentation ininterrompue des équipements clés
(3) Équipement médical : soutenir le fonctionnement stable des dispositifs médicaux portables
(4) Instruments de recherche scientifique : fournir de l’énergie propre pour les équipements de mesure de précision
Transport des nouvelles énergies :
(1) Les véhicules électriques : la principale source d’énergie pour la conduite des véhicules à énergie nouvelle
(2) Vélos électriques : fournissent de l’énergie verte pour les déplacements urbains de courte distance
(3) Trottinettes électriques : soutiennent la maniabilité des micro-véhicules
(4) Système hybride : pour aider les véhicules à carburant traditionnels à améliorer leur efficacité énergétique
Le rôle des batteries au lithium
La batterie au lithium, en tant que technologie de batterie primaire révolutionnaire, réside dans l’utilisation de lithium métal ou d’alliage de lithium comme matériau d’anode. Ce choix n’était pas accidentel, mais était basé sur la chimie unique du lithium.
Matériau de l’anode pour batterie au lithium :
(1) Tôle métallique de lithium : la pureté est de ≥ 99,9 % et l’épaisseur est généralement de 0,1 à 0,5 mm
(2) Alliage de lithium : tel que l’alliage d’aluminium au lithium, améliore les performances de sécurité
(3) Traitement de surface : procédé de passivation spécial pour éviter l’oxydation
(4) Collecteur de courant : maille de nickel ou maille d’acier inoxydable pour assurer la conductivité
Les matériaux de cathode des batteries au lithium comprennent généralement :
Dioxyde de manganèse (MnO2) : faible coût et bonne sécurité
Plate-forme de tension : 3,0 V
Capacité spécifique : env. 280 mAh/g/
Dioxyde de soufre (SO2) : haute densité d’énergie
Plage de température de fonctionnement : -55°C à +70°C
Durée de conservation : > 10 ans
Chlorure de thionyle (SOCl2) : densité d’énergie la plus élevée
Densité énergétique : 650Wh/kg
Taux d’autodécharge : <1 %/an
3. L’électrolyte est un système non aqueux, généralement un sel de lithium dissous dans un solvant organique, qui peut éviter une réaction violente entre le lithium et l’eau.
Solvant organique :
Carbonate acrylique (PC)
Diméthoxyéthane (DME)
Tétrahydrofurane (THF)
Sels de lithium :
Perchlorate de lithium (LiClO4)
Hexafluoroarséniate de lithium (LiAsF6)
Additif:
Exhausteurs de conduction
Additifs filmogènes
Comment ça marche
- Le processus de fonctionnement des batteries au lithium peut être décrit comme élégant et efficace :
Ce processus est une réaction chimique irréversible, ce qui explique la science de la raison pour laquelle les batteries au lithium ne peuvent pas être chargées.
Caractéristiques notables :
- Avantages exceptionnels des batteries au lithium en termes de performances :
Considérations relatives à la sécurité
- La sécurité est un domaine clé dans l’utilisation des batteries au lithium :
Dynamique des batteries lithium-ion
Comprendre la différence entre les batteries au lithium et au lithium-ion est essentiel pour les applications énergétiques modernes. La conception innovante des batteries lithium-ion a révolutionné la façon dont les appareils électroniques portables sont utilisés.
Les principales innovations des batteries lithium-ion sont les suivantes :
- Matériau de l’anode :
Matériaux à base de silicium développés ces dernières années
- Matériau de la cathode :
Comment fonctionnent les batteries lithium-ion
Le mécanisme de fonctionnement des batteries lithium-ion est appelé au sens figuré le « mécanisme de la chaise berçante » :
- Processus de charge :
Les indicateurs de performance des batteries lithium-ion modernes sont impressionnants :
- Durée de vie du cycle :
Une compréhension approfondie de la différence entre les batteries au lithium et les batteries lithium-ion nécessite une analyse systématique à partir de plusieurs dimensions :
Composition chimique et rechargeabilité
Les différences fondamentales entre les deux types de batteries se reflètent dans :
Matériau de l’électrode :
Batterie au lithium : anode métal lithium
Batteries lithium-ion : composés de lithium et matériaux à base de carbone
Mécanisme de réaction :
Batterie au lithium : réaction chimique irréversible
Batteries lithium-ion : un procédé d’embedding-de-intercalation réversible
Densité d’énergie et performance
Comparaison des paramètres de performance :
Densité d’énergie :
Batterie au lithium : valeur théorique plus élevée
Batteries lithium-ion : plus optimisées pour les applications pratiques
Caractéristiques de sortie :
Batterie au lithium : tension de décharge constante
Batteries lithium-ion : tension de descente de gradient
Durée de vie :
Batterie au lithium : utilisation unique
Batteries lithium-ion : recyclées
Caractéristiques de sécurité et impact environnemental
Différences dans la conception de la sécurité :
- Mécanisme de protection :
Applications pratiques et considérations
Analyse de scénarios d’application
Domaine d’application des batteries au lithium
Matériel militaire
Équipement aérospatial
Implants médicaux
Équipement de surveillance maritime
- Domaine d’application des batteries lithium-ion :
Après une compréhension approfondie de la différence entre les batteries au lithium et les batteries lithium-ion, nous pouvons faire un choix plus éclairé en fonction de scénarios d’application spécifiques :
Pour les appareils à faible consommation d’énergie qui nécessitent une alimentation stable à long terme, les batteries au lithium sont idéales
Pour les appareils rechargeables à usage quotidien, les batteries lithium-ion ont un avantage
Des scénarios d’application particuliers nécessitent une prise en compte complète de différents indicateurs de performance
