Avantages de la batterie Li-ion

Par rapport à d'autres batteries secondaires à haute énergie telles que les batteries Ni-Cd, les batteries Ni-MH, les batteries au plomb, etc.,Li-ionles batteries présentent des avantages significatifs en termes de performances, qui se reflètent principalement dans les aspects suivants.

(1) Haute tension de fonctionnement

L’utilisation de composés d’intercalation carbonés au lithium tels que le graphite ou le coke de pétrole au lieu du lithium métallique comme électrode négative réduira la tension de la batterie. Cependant, en raison de leur faible potentiel d’intercalation du lithium, la perte de tension peut être minimisée. Dans le même temps, la sélection d'un composé d'intercalation au lithium approprié comme électrode positive de la batterie et la sélection d'un système électrolytique approprié (détermination de la fenêtre électrochimique de la batterie lithium-ion) peuvent donner à la batterie lithium-ion une tension de fonctionnement plus élevée (- 4V), ce qui est beaucoup plus élevé que dans les batteries à système aqueux.

(2) Grande capacité spécifique

Bien que le remplacement du lithium métallique par des matériaux carbonés réduise la capacité massique spécifique du matériau, en fait, afin d'assurer une certaine durée de vie de la batterie secondaire au lithium métallique, le lithium métallique négatif est généralement plus de trois fois excessif. La réduction réelle de la capacité spécifique en masse n’est pas importante et il y a peu de réduction de la capacité spécifique en volume.

(3) Haute densité énergétique

Une tension de fonctionnement plus élevée et une capacité spécifique volumétrique déterminent la densité énergétique plus élevée des batteries secondaires lithium-ion. Par rapport aux batteries Ni-Cd et Ni-MH, qui sont actuellement largement utilisées, les batteries secondaires lithium-ion ont la densité énergétique la plus élevée et ont encore un grand potentiel de développement.

(4) Bonnes performances de sécurité et longue durée de vie

La raison pour laquelle la batterie utilisant du lithium métallique comme anode est dangereuse est que la structure de l'électrode positive de la batterie lithium-ion change et que la dendrite poreuse se forme. Cela peut percer le séparateur et provoquer un court-circuit interne, et les batteries lithium-ion n'ont pas ce problème et sont très sûres. Afin d'éviter la présence de lithium métallique dans la batterie, la tension doit être contrôlée pendant la charge. Par souci d’assurance, les batteries lithium-ion sont équipées de multiples dispositifs de sécurité. Les batteries lithium-ion ne présentent aucun changement structurel dans l'intercalation et la désintercalation des ions lithium sur la cathode et l'anode pendant le processus de charge et de décharge (il y aura une certaine expansion et contraction du réseau pendant le processus d'intercalation et de désintercalation), et parce que le composé d'intercalation est plus résistant que le lithium métallique. Il est plus stable et ne forme pas de dendrites de lithium pendant le processus de charge et de décharge, améliorant ainsi considérablement les performances de sécurité de la batterie, et la durée de vie est également grandement améliorée. Les batteries au lithium-ion ont été exclues des marchandises dangereuses par la Division du transport des marchandises dangereuses du ministère américain des Transports et par l'IAIT (Association internationale de l'air et des transports) en 1989 et 1990, respectivement.

(5) Petit taux d'autodécharge

Le bloc de batterie lithium-ion adopte un système d'électrolyte non aqueux, et le matériau carboné d'intercalation du lithium est thermodynamiquement instable dans le système d'électrolyte non aqueux. Au cours du premier processus de charge et de décharge, un film d'interphase d'électrolyte solide (SEI) se formera sur la surface de l'électrode négative en carbone en raison de la réduction de l'électrolyte, permettant aux ions lithium de passer à travers mais pas aux électrons, et permettant à l'électrode de passer à travers. matériaux de différents états de charge à traverser. Dans un état relativement stable, il présente un faible taux d’autodécharge.

(6) Propre et sans pollution

Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de substances toxiques telles que le plomb, la fortune, le mercure, etc. En même temps, comme la batterie doit être bien scellée, très peu de gaz est libéré lors de son utilisation, ce qui ne provoque aucune pollution de l'environnement. Le solvant utilisé pour dissoudre le liant lors du processus de fabrication peut également être entièrement récupéré. Sony et d'autres sociétés de production à grande échelle de batteries lithium-ion ont commencé le recyclage des batteries lithium-ion et le recyclage de matériaux (tels que les forets à métaux, etc.) depuis 1997. De plus, en 1996, les batteries lithium-ion de Sony ont été certifiés conformes à la norme environnementale internationale IS014001 [71O

(7) Efficacité actuelle élevée

Contrairement à toutes les batteries secondaires précédentes dotées de systèmes aqueux, les batteries lithium-ion ne produisent pas de gaz pendant les processus normaux de charge et de décharge, et le rendement actuel est proche de 100 %. Cette propriété est particulièrement adaptée à une utilisation comme batteries pour le stockage et la conversion d’énergie.