EverExceed a récemment introduit une nouvelle technologie de basse température
Batterie au lithium fer phosphate
Cette technologie révolutionnaire peut être chargée même à des températures inférieures à 0 °C et même négatives. Une série de cinq articles techniques détaillera ses caractéristiques. Dans cet article, nous aborderons le principe de fonctionnement des batteries au lithium basse température.
Principes :
Les utilisateurs se plaignent fréquemment des performances des batteries au lithium à basse température. Ces performances médiocres peuvent s'expliquer par deux facteurs : les matériaux et l'électrochimie. Examinons-les du point de vue des matériaux.
Les principaux composants des électrolytes sont des esters cycliques et des esters à chaîne. Ces solvants ont en commun de réduire considérablement la fluidité des électrolytes à basse température, certains se solidifiant même partiellement entre -30 °C et -40 °C. De ce fait, la vitesse de conduction du lithium dans l'électrolyte diminue à basse température, ce qui réduit les performances de charge/décharge de la batterie dans ces conditions. Les points de fusion des solvants couramment utilisés dans les électrolytes sont indiqués dans la figure ci-dessous. Un solvant à point de fusion plus bas est plus adapté à une utilisation à basse température.
Pour les matériaux des électrodes positive et négative, le processus de décharge d'une batterie au lithium correspond à l'insertion des ions lithium de l'électrode négative vers l'électrode positive. Lorsque la batterie se décharge à basse température, l'impédance de cette insertion augmente, ce qui accroît la résistance globale de la réaction.
Lors de la charge à basse température, l'anode a une tendance très marquée à conserver son état initial, ce qui rend l'insertion des ions lithium plus difficile.
Prenons l'exemple de la décharge : le chapitre consacré aux performances a montré que la tension de décharge à basse température est nettement inférieure à celle à température ambiante. Quel est le principe électrochimique de ce phénomène ? Il s'agit de l'augmentation de la polarisation de la batterie à basse température. La polarisation désigne la différence entre la tension de la batterie et sa tension d'équilibre (en fonctionnement) lors des cycles de charge et de décharge. Ces cycles quotidiens entraînent une polarisation de la batterie. L'une des conséquences de la polarisation est la production d'une tension différente de celle à l'équilibre. Par exemple, pour une batterie dont la tension d'équilibre est de 3,9 V, la tension de décharge à 0,5 C à température ambiante chute instantanément à environ 3,8 V, et à 0,5 C à basse température, elle chute instantanément à environ 3,7 V. Les deux différences de tension correspondantes (3,9 V - 3,8 V à température ambiante et 3,9 V - 3,7 V à basse température) sont les résultats de la polarisation, et le nom de la différence de pression est surtension.
La polarisation dans la batterie se compose d'une polarisation électrochimique et d'une polarisation de concentration.
Voilà qui conclut cet article. En résumé : du point de vue des matériaux, les principales causes des faibles performances des batteries lithium-ion à basse température sont la diminution de la conductivité ionique de l’électrolyte et l’augmentation de l’impédance des ions lithium aux électrodes positive et négative. Du point de vue électrochimique, il s’agit de l’augmentation de la polarisation de la cellule à basse température, laquelle se divise en deux composantes : la polarisation électrochimique et la polarisation de concentration.
Conclusion:
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Pour les applications extérieures, les ingénieurs recherche et développement d'EverExceed ont longtemps travaillé à la mise au point d'une solution adaptée, aboutissant ainsi à cette nouvelle technologie. Pour vos solutions de stockage d'énergie à basse température, choisissez EverExceed : la fiabilité est garantie.
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