【 Insensé 】 Le cycle de vie de la batterie au lithium est combien de fois

Avec la promotion des économies sociales d'énergie et de la protection de l'environnement, de plus en plus de produits respectueux de l'environnement ont été mis sur le marché. Dans l’industrie des batteries, la batterie ternaire au lithium a rapidement occupé le marché avec de nombreux avantages et a progressivement remplacé la traditionnelle batterie au plomb. Pour la batterie traditionnelle, la batterie ternaire au lithium présente les avantages d'une longue durée de vie, d'une économie d'énergie, d'une absence de pollution, d'un faible coût de maintenance, d'une charge et d'une décharge complètes, d'un poids léger, etc. On dit que la durée de vie de la batterie ternaire au lithium est longue et dans quelle mesure ?

Batterie ternaire au lithium

Qu'est-ce qu'une batterie ternaire au lithium ?

Dans la nature, le lithium est un métal léger de petite masse atomique*, qui a un poids atomique de 6,94 g/mol et ρ = 0,53 g/cm3. Le lithium est chimiquement actif et il est facile de perdre des électrons pour être oxydés en Li+. Par conséquent, le potentiel de l’électrode standard est *négatif, -3,045 V, et l’équivalent électrochimique * est faible, 0,26 g/Ah. Ces caractéristiques du lithium déterminent qu’il s’agit d’une sorte de matériau à très haute énergie. La batterie ternaire au lithium fait référence à une batterie secondaire au lithium utilisant trois types d'oxydes de métaux de transition : nickel, cobalt et manganèse comme matériau d'électrode positive. Il intègre pleinement les bonnes performances de cycle du cobaltate de lithium, la capacité spécifique élevée du nickelate de lithium ainsi que la sécurité élevée et le faible coût du manganate de lithium. Il synthétise le nickel par mélange au niveau moléculaire, dopage, revêtement et modification de surface. Oxyde d'intercalation de lithium composite synergique multi-éléments tel que le cobalt et le manganèse. Il s’agit d’une batterie rechargeable au lithium-ion qui a été largement étudiée et appliquée.

Autonomie de la batterie ternaire au lithium

Le soi-disant batterie au lithium La durée de vie signifie qu'après une période d'utilisation de la batterie, la capacité est atténuée à 70 % de la capacité nominale (température ambiante 25 °C, pression atmosphérique standard et capacité de la batterie déchargée à 0,2 C), et la fin de la vie peut être envisagée. Dans l’industrie, la durée de vie est généralement calculée par le nombre de cycles pendant lesquels la batterie au lithium est complètement chargée. Au cours du processus d'utilisation, des réactions électrochimiques irréversibles à l'intérieur de la batterie au lithium entraînent une diminution de la capacité, telle que la décomposition de l'électrolyte, la désactivation de la matière active, l'effondrement des structures positives et négatives, la réduction du nombre d'insertions d'ions lithium et désintercalation, etc. Des expériences ont montré que des débits de décharge plus élevés entraînent une atténuation plus rapide de la capacité. Si le courant de décharge est inférieur, la tension de la batterie se rapprochera de la tension d'équilibre et libérera plus d'énergie.

La durée de vie théorique d’une batterie au lithium ternaire est d’environ 800 cycles, ce qui est moyen pour les batteries au lithium rechargeables commerciales. Phosphate de fer et de lithium est environ 2 000 fois et le titanate de lithium atteindrait 10 000 cycles. À l'heure actuelle, les principaux fabricants de batteries promettent plus de 500 fois dans les spécifications ternaires des batteries qu'ils produisent (charge et décharge dans des conditions standard), mais une fois les batteries assemblées dans des packs de batteries, en raison de problèmes de cohérence, principalement de tension et de résistance interne. ne peut pas être exactement le même et sa durée de vie est d'environ 400 fois. Le fabricant recommande que la fenêtre d'utilisation du SOC soit comprise entre 10 % et 90 %. Il n'est pas recommandé d'effectuer des charges et décharges profondes. Sinon, cela provoquerait des dommages irréversibles aux structures positives et négatives de la batterie. Si elle est calculée par charge peu profonde et libération peu profonde, la durée de vie est au moins 1 000 fois. De plus, si la batterie au lithium est souvent déchargée dans un environnement à haute fréquence et à haute température, la durée de vie de la batterie chutera à moins de 200 fois.

Le nombre de cycles de vie d’une batterie au lithium est déterminé par la qualité de la batterie et son matériau :

1. Le nombre de matériaux ternaires est d'environ 800 cycles.

2. Le nombre de cycles de batterie au lithium fer phosphate est d'environ 2 500.

3. Le nombre de cycles de batterie d'origine et de batterie défectueuse est différent, la batterie d'origine est conçue et produite en fonction du nombre de cycles indiqué dans le livret de spécifications du fabricant de la batterie, et le nombre de cycles de batterie défectueux ne peut pas être 50 fois.

Autonomie de la batterie ternaire au lithium

La durée de vie de la batterie au lithium signifie qu'après une certaine période d'utilisation de la batterie, la capacité est atténuée à 70 % de la capacité nominale (température ambiante 25 °C, pression atmosphérique standard et capacité de la batterie déchargée à 0,2 C). ), et la fin de vie peut être envisagée. Dans l’industrie, la durée de vie est généralement calculée par le nombre de cycles pendant lesquels la batterie au lithium est complètement chargée. Au cours du processus d'utilisation, des réactions électrochimiques irréversibles à l'intérieur de la batterie au lithium entraînent une diminution de la capacité, telle que la décomposition de l'électrolyte, la désactivation de la matière active, l'effondrement des structures positives et négatives, la réduction du nombre d'insertions d'ions lithium et désintercalation, etc. Des expériences ont montré que des débits de décharge plus élevés entraînent une atténuation plus rapide de la capacité. Si le courant de décharge est inférieur, la tension de la batterie se rapprochera de la tension d'équilibre et libérera plus d'énergie.

La durée de vie théorique d’une batterie au lithium ternaire est d’environ 800 cycles, ce qui est moyen pour les batteries au lithium rechargeables commerciales. Le phosphate de fer et de lithium est environ 2 000 fois supérieur et le titanate de lithium atteindrait 10 000 cycles. À l'heure actuelle, les principaux fabricants de batteries promettent plus de 500 fois dans les spécifications ternaires des batteries qu'ils produisent (charge et décharge dans des conditions standard), mais une fois les batteries assemblées dans des packs de batteries, en raison de problèmes de cohérence, principalement de tension et de résistance interne. ne peut pas être exactement le même et sa durée de vie est d'environ 400 fois. Le fabricant recommande que la fenêtre d'utilisation du SOC soit comprise entre 10 % et 90 %. Il n'est pas recommandé d'effectuer des charges et décharges profondes. Sinon, cela provoquerait des dommages irréversibles aux structures positives et négatives de la batterie. Si elle est calculée par charge peu profonde et libération peu profonde, la durée de vie est au moins 1 000 fois. De plus, si la batterie au lithium est souvent déchargée dans un environnement à haute fréquence et à haute température, la durée de vie de la batterie chutera à moins de 200 fois.

Performances de la batterie au lithium ternaire :

Le matériau avec une capacité et une sécurité relativement équilibrées a de meilleures performances de cycle que le cobaltate de lithium normal. Sa tension nominale n'est que de 3,5 à 3,6 V au début pour des raisons techniques. Cependant, il existe des restrictions sur le champ d'utilisation, mais jusqu'à présent, avec la formulation Avec une amélioration continue et une structure parfaite, la tension nominale de la batterie a atteint 3,7 V et la capacité a atteint ou dépassé le niveau de la batterie au lithium-oxyde de cobalt .

1. La plate-forme de tension est élevée. La plate-forme de tension est un indicateur important de la densité énergétique de la batterie, qui détermine les performances de base et le coût de la batterie, elle revêt donc une grande importance pour la sélection des matériaux de la batterie. Plus la plate-forme de tension est élevée, plus la capacité spécifique est grande, le même volume, le même poids et même la même batterie, plus la tension de la batterie au lithium en matériau ternaire est élevée. La plate-forme de tension du matériau ternaire est nettement supérieure à celle du phosphate de fer et de lithium, la ligne haute peut atteindre 4,2 volts et la plate-forme de décharge peut atteindre 3,6 ou 3,7 volts.

2. haute densité énergétique

3. densité élevée

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