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Avantages et inconvénients de la batterie au lithium-ion

Avantages et inconvénients de la batterie au lithium-ion


L'utilisation de batteries lithium-ion et li-ion s'est considérablement développée ces dernières années. Ils offrent des avantages et des améliorations distincts par rapport à d'autres formes de technologie de batterie.

Cependant, comme toutes les technologies, les batteries lithium-ion ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Pour tirer le meilleur parti de la technologie des batteries li-ion, il est nécessaire de comprendre non seulement les avantages, mais aussi les limites ou les inconvénients de la technologie. De cette façon, ils peuvent être utilisés d'une manière qui exploite au mieux leurs forces.

La technologie des batteries au lithium-ion progressant à un rythme très rapide, les inconvénients sont résolus et la technologie globale est améliorée.

Avantages de la batterie au lithium-ion

Il existe de nombreux avantages à utiliser une cellule li-ion de batterie. En conséquence, la technologie est de plus en plus utilisée pour un grand nombre d'applications très variées. Tout, des petits appareils électroniques, des smartphones et des ordinateurs portables aux véhicules et à de nombreuses autres applications.

Les avantages de la technologie Li-ion signifient que ces batteries trouvent de plus en plus d'applications et, par conséquent, un énorme développement y est investi.

Les avantages de la batterie li-ion comprennent:

  • Haute densité d'énergie: La densité d'énergie élevée est l'un des principaux avantages de la technologie des batteries lithium-ion. Les équipements électroniques tels que les téléphones portables devant fonctionner plus longtemps entre les charges tout en consommant toujours plus d'énergie, il est toujours nécessaire de disposer de batteries avec une densité d'énergie beaucoup plus élevée. En plus de cela, il existe de nombreuses applications électriques, des outils électriques aux véhicules électriques. La densité de puissance beaucoup plus élevée offerte par les batteries lithium-ion est un avantage indéniable. Les véhicules électriques ont également besoin d'une technologie de batterie à haute densité d'énergie.
  • Auto-décharge: Un problème avec de nombreuses batteries rechargeables est le taux d'auto-décharge. Les cellules au lithium-ion sont que leur taux d'auto-décharge est beaucoup plus faible que celui des autres cellules rechargeables telles que les formes Ni-Cad et NiMH. Il est généralement d'environ 5% dans les 4 premières heures après avoir été chargé, mais tombe ensuite à environ 1 ou 2% par mois.
  • Faible entretien: Un avantage majeur des batteries au lithium-ion est qu'elles ne nécessitent aucun entretien pour garantir leurs performances.

    Les cellules Ni-Cad nécessitaient une décharge périodique pour s'assurer qu'elles ne présentaient pas l'effet mémoire. Comme cela n'affecte pas les cellules au lithium-ion, ce processus ou d'autres procédures de maintenance similaires ne sont pas nécessaires.

    Heureusement, l'un des avantages des batteries au lithium-ion est qu'aucune maintenance active n'est requise.

  • Tension de cellule: La tension produite par chaque cellule lithium-ion est d'environ 3,6 volts. Cela présente de nombreux avantages. Étant supérieure à celle du nickel-cadmium standard, de l'hydrure métallique de nickel et même des piles alcalines standard à environ 1,5 volts et du plomb-acide à environ 2 volts par cellule, la tension de chaque cellule lithium-ion est plus élevée, nécessitant moins de cellules dans de nombreuses applications de batterie. Pour les smartphones, une seule cellule suffit et cela simplifie la gestion de l'alimentation.
  • Caractéristiques de charge: Les caractéristiques de charge d'une cellule ou d'une batterie au lithium-ion sont raisonnablement bonnes. Ils fournissent un 3,6 volts raisonnablement constant par cellule avant de tomber lorsque la dernière charge est utilisée.
  • Aucune exigence d'amorçage: Certaines piles rechargeables doivent être amorcées lorsqu'elles reçoivent leur première charge. L'un des avantages des batteries au lithium-ion est qu'il n'y a aucune obligation pour cela, elles sont fournies opérationnelles et prêtes à l'emploi.
  • Variété de types disponibles: Il existe plusieurs types de cellules lithium-ion disponibles. Cet avantage des batteries lithium-ion peut signifier que la bonne technologie peut être utilisée pour l'application particulière requise. Certaines formes de batterie au lithium-ion offrent une densité de courant élevée et sont idéales pour les équipements électroniques mobiles grand public. D'autres sont capables de fournir des niveaux de courant beaucoup plus élevés et sont idéaux pour les outils électriques et les véhicules électriques.

Inconvénients de la batterie au lithium-ion

À l'instar de l'utilisation de toute technologie, certains inconvénients doivent être mis en balance avec les avantages.

Bien que la technologie des batteries au lithium-ion ait ses inconvénients, cela ne signifie pas que ceux-ci ne peuvent pas être surmontés ou du moins atténués et d'excellentes performances obtenues.

Connaître les inconvénients signifie que des solutions de contournement peuvent souvent être incluses dans la conception pour réduire les effets des lacunes.

Les inconvénients de la batterie li-ion comprennent:

  • Protection requise: Les piles et batteries au lithium-ion ne sont pas aussi robustes que certaines autres technologies rechargeables. Ils nécessitent une protection contre les surcharges et les décharges trop importantes. En plus de cela, ils doivent maintenir le courant dans des limites de sécurité. En conséquence, un inconvénient des batteries au lithium-ion est qu'elles nécessitent un circuit de protection incorporé pour garantir qu'elles sont maintenues dans leurs limites de fonctionnement de sécurité.

    Heureusement, avec la technologie de circuit intégré moderne, cela peut être relativement facilement incorporé dans la batterie ou dans l'équipement si la batterie n'est pas interchangeable. L'incorporation du circuit de gestion de la batterie permet d'utiliser les batteries Li-ion sans aucune connaissance particulière. Ils peuvent être laissés en charge et une fois la batterie complètement chargée, le chargeur en coupera l'alimentation.

    Le circuit de protection intégré aux batteries lithium-ion surveille un certain nombre d'aspects de leur fonctionnement. Le circuit de protection limite la tension de crête de chaque cellule pendant la charge car une tension excessive peut endommager les cellules. Ils sont généralement chargés en série car il n'y a normalement qu'une seule connexion pour une batterie et, par conséquent, comme différentes cellules peuvent nécessiter différents niveaux de charge, il est possible qu'une cellule subisse une tension supérieure à la tension requise.

    Le circuit de protection empêche également la tension de la cellule de chuter trop bas lors de la décharge. Encore une fois, cela peut se produire si une cellule peut stocker moins de charge que d'autres sur la batterie et que sa charge s'épuise avant les autres.

    Un autre aspect du circuit de protection est que la température de la cellule est surveillée pour éviter les températures extrêmes. Le courant de charge et de décharge maximum sur la plupart des packs est limité entre 1 ° C et 2 ° C. Cela dit, certains deviennent un peu chauds à certaines occasions lors d'une charge rapide.

  • Vieillissement: L'un des principaux inconvénients des batteries lithium-ion pour l'électronique grand public est que les batteries lithium-ion souffrent du vieillissement. Non seulement cette heure ou ce calendrier dépendent, mais cela dépend également du nombre de cycles de décharge de charge que la batterie a subi. Souvent, les batteries ne pourront supporter que 500 à 1000 cycles de décharge de charge avant que leur capacité ne diminue. Avec le développement de la technologie li-ion, ce chiffre augmente, mais après un certain temps, les batteries peuvent avoir besoin d'être remplacées, ce qui peut poser problème si elles sont intégrées à l'équipement.

    Les batteries au lithium-ion vieillissent également, qu'elles soient utilisées ou non. Malgré l'utilisation, il y a aussi un élément lié au temps à la réduction de la capacité.Lorsqu'un oxyde de lithium-cobalt, une batterie LCO ou une cellule de consommation typique doit être stocké, il doit être partiellement chargé - environ 40% à 50% et conservé dans un entrepôt frais zone. Le stockage dans ces conditions contribuera à augmenter la durée de vie.

  • Transport: Cet inconvénient de la batterie li-ion est apparu ces dernières années. De nombreuses compagnies aériennes limitent le nombre de batteries au lithium-ion qu'elles emportent, ce qui signifie que leur transport est limité aux navires.

    Pour les voyageurs aériens, les batteries au lithium-ion doivent souvent être dans les bagages à main, même si avec la position de sécurité, cela peut changer de temps en temps. Mais le nombre de batteries peut être limité. Toutes les batteries au lithium-ion transportées séparément doivent être protégées contre les courts-circuits par des couvercles de protection, etc. Cela est particulièrement important lorsque certaines des grandes batteries au lithium-ion comme celles utilisées dans les grandes banques d'alimentation.

    Il est nécessaire de vérifier avant de voler si une grande batterie externe peut être transportée ou non. Malheureusement, les orientations ne sont pas toujours particulièrement claires.

  • Coût: Un inconvénient majeur des batteries lithium-ion est leur coût. En règle générale, leur fabrication est environ 40% plus coûteuse que les piles au nickel-cadmium. Il s'agit d'un facteur majeur lorsque l'on considère leur utilisation dans des articles de consommation produits en série où les coûts supplémentaires sont un problème majeur.
  • Développement de la technologie: Bien que les batteries au lithium-ion soient disponibles depuis de nombreuses années, elles peuvent encore être considérées comme une technologie immature par certains car il s'agit d'un domaine en plein développement. Cela peut être un inconvénient du fait que la technologie ne reste pas constante. Cependant, comme de nouvelles technologies lithium-ion sont constamment développées, cela peut également être un avantage car de meilleures solutions sont disponibles.

Bien que ce ne soit pas nécessairement un avantage ou un inconvénient, il convient probablement de mentionner que les batteries au lithium-ion doivent être stockées dans un endroit frais ralentit le processus de vieillissement du lithium-ion (et d'autres produits chimiques). Les fabricants recommandent des températures de stockage d'environ 15 ° C. De plus, la batterie doit être partiellement chargée pendant le stockage. Les fabricants recommandent généralement un niveau de charge d'environ 40% à 50%.

La technologie des batteries Li-ion présente de très nombreux avantages distincts. En conséquence, la technologie est largement utilisée, et cela ne fera qu'augmenter. Comprendre les avantages ainsi que les inconvénients ou limitations permet de tirer le meilleur parti de la technologie des batteries.

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