Qu'est-ce qu'une batterie à taux élevé ?

1) Qu'est-ce qu'une batterie à haut débit ?

Batteries à haut rendement font généralement référence aux batteries au lithium. Les batteries lithium-ion sont un type de batterie rechargeable à haut débit dont le fonctionnement repose sur le mouvement des ions lithium entre les électrodes positives et négatives. Au cours du processus de charge et de décharge, les ions Li+ font la navette entre les deux électrodes : pendant la charge, les ions Li+ se désintègrent de l'électrode positive et s'intercalent dans l'électrode négative via l'électrolyte, ce qui place l'électrode négative dans un état riche en lithium ; pendant la décharge, c'est l'inverse qui se produit. Les batteries utilisent généralement des matériaux contenant des éléments de lithium comme électrodes et représentent la quintessence des batteries modernes à haute performance.

2. Introduction aux batteries à haut débit

Les batteries au lithium se divisent en deux catégories : les batteries à haut rendement et les batteries lithium-ion. À l'heure actuelle, ce que les gens appellent communément les piles à haut rendement dans les téléphones et les ordinateurs portables sont des piles au lithium-ion. Les vraies piles à haut rendement sont rarement utilisées dans les produits électroniques quotidiens en raison du risque élevé qu'elles présentent.

3. efficacité du fonctionnement de la batterie à haut débit

Batteries au lithium-ion ont une densité énergétique élevée et une tension de sortie uniforme. Elles présentent une faible autodécharge, les bonnes batteries perdant moins de 2% de leur charge par mois (récupérable). Elles ne présentent pas d'effets de mémoire. Elles fonctionnent dans une large gamme de températures allant de -20°C à 60°C. Les batteries lithium-ion ont des performances de cyclage supérieures, peuvent se charger et se décharger rapidement, atteignent une efficacité de charge allant jusqu'à 100% et fournissent une puissance de sortie élevée. Elles ont également une longue durée de vie. Elles sont respectueuses de l'environnement, ne contiennent pas de substances toxiques et sont connues sous le nom de "batteries vertes".

4.Chargement des batteries à haut débit

Le chargement est une étape importante dans l'utilisation répétée des batteries. Le processus de charge des batteries lithium-ion est divisé en deux étapes : l'étape de charge rapide à courant constant et l'étape de décroissance du courant à tension constante. Au cours de la phase de charge rapide à courant constant, la tension de la batterie augmente progressivement jusqu'à la tension d'échelle de la batterie, puis passe à la phase de tension constante sous le contrôle de la puce, où la tension n'augmente plus afin d'éviter toute surcharge. Pendant ce temps, le courant diminue progressivement avec l'augmentation de la capacité de la batterie jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur définie, ce qui termine le processus de charge. La capacité de la batterie peut être calculée en échantillonnant la courbe de décharge à l'aide d'une puce de surveillance de la batterie. Après plusieurs utilisations, la courbe de décharge des batteries lithium-ion peut changer. Bien que les batteries lithium-ion ne présentent pas d'effets de mémoire, une charge et une décharge incorrectes peuvent affecter de manière significative les performances de la batterie.

5. considérations pour les batteries à haut débit

La surcharge et la décharge excessive des batteries lithium-ion peuvent causer des dommages permanents aux électrodes positives et négatives. Une décharge excessive provoque l'effondrement de la structure de la couche de carbone de l'électrode négative, ce qui empêche les ions lithium de s'intercaler pendant la charge ; une charge excessive entraîne l'incrustation d'un nombre excessif d'ions lithium dans la structure de carbone de l'électrode négative, ce qui empêche certains ions lithium d'être libérés. La capacité de charge est le produit du courant et du temps de charge. Sous une certaine tension de contrôle de la charge, plus le courant de charge est élevé (plus la vitesse de charge est rapide), plus la capacité de charge est faible. Une charge trop rapide et un mauvais contrôle de la tension de fin de charge peuvent également entraîner une capacité insuffisante de la batterie. Cela se produit lorsque certains matériaux actifs des électrodes ne subissent pas de réactions suffisantes avant l'arrêt de la charge, et ce phénomène de charge insuffisante s'aggrave avec l'augmentation du nombre de cycles.

6. décharge des batteries à haut débit

Lors de la charge et de la décharge initiales, si le temps le permet (en général, 3 à 4 heures suffisent), les électrodes peuvent être amenées autant que possible à l'état d'oxydation le plus élevé (charge complète) et, pendant la décharge (ou l'utilisation), elles sont déchargées jusqu'à la tension spécifiée ou jusqu'à ce que l'arrêt automatique se produise. Cela peut activer la capacité d'utilisation de la batterie. Toutefois, dans le cadre d'une utilisation normale des batteries lithium-ion, ces opérations ne sont pas nécessaires. La charge peut être effectuée à tout moment en fonction des besoins, et il n'est pas nécessaire de charger ou de décharger complètement la batterie. Les opérations telles que la charge et la décharge initiales ne doivent être effectuées qu'une fois tous les 3-4 mois.

7. technologie des batteries pour les batteries à haut débit

Pour les véhicules électriques et hybrides, le cœur de la technologie réside dans la batterie. Par rapport à d'autres types de batteries, les batteries lithium-ion de puissance présentent les inconvénients d'un prix élevé et d'une sécurité médiocre, mais elles ont des avantages importants tels qu'une énergie spécifique élevée et une longue durée de vie, ce qui leur ouvre des perspectives de développement plus vastes. Le développement technologique des batteries lithium-ion de puissance progresse également rapidement, avec des améliorations au niveau de la capacité et de la structure. Les experts dans ce domaine ont déclaré que, quelle que soit la voie technologique choisie par les fabricants de batteries, celles-ci doivent présenter un haut niveau de sécurité, une large gamme de températures, une forte fonctionnalité de charge et de décharge, et un bon taux de performance de décharge.

La taille de la capacité de la batterie dépend de la technologie et du coût. Les batteries lithium-ion peuvent être divisées en petites et grandes batteries en fonction de leur volume. Les petites batteries sont généralement utilisées dans les produits électroniques 3C, et les technologies et industries connexes sont devenues très matures, avec des bénéfices globaux en baisse. Actuellement, plus de 85% des batteries au lithium-ion sont des petites batteries.

Les grandes batteries, également appelées batteries de puissance, sont également de deux types : les petites batteries de puissance et les grandes batteries de puissance. Les premières sont principalement utilisées dans les outils électriques, les vélos électriques, etc., tandis que les secondes sont utilisées dans les véhicules électriques et les domaines du stockage de l'énergie. Actuellement, les véhicules électriques purs (VE), les véhicules électriques hybrides rechargeables (VEHR) et les véhicules électriques hybrides (VEH) connaissent un développement rapide et font l'objet d'une attention particulière de la part de l'industrie. Au cœur de la future industrie automobile, le développement de l'industrie des batteries lithium-ion a fait l'objet d'une attention sans précédent et a été élevé au rang de stratégie par les principaux pays. Yang Rukun, président de Shenzhen Jiyang Automation Technology Co. Ltd, a déclaré que les petites batteries ne peuvent être comparées aux grandes batteries en termes de rentabilité des produits ou d'échelle de développement. Bien que l'échelle de l'industrie des batteries lithium-ion de puissance soit encore petite, la production de masse de véhicules électriques a apporté d'importantes opportunités de développement à l'industrie des batteries lithium-ion de puissance. Selon les calculs d'institutions industrielles faisant autorité, dans les prochaines années, le marché des batteries lithium-ion de puissance dépassera le marché mondial des batteries lithium-ion pour téléphones portables, ce qui déclenchera une nouvelle série d'investissements dans les équipements de fabrication et les usines connexes. Dans le même temps, l'arrivée de grands fabricants dans l'industrie des batteries lithium-ion de puissance intensifiera la concurrence technologique dans les domaines connexes.

Actuellement, la question de savoir s'il faut adopter une solution technologique unique pour les batteries de grande capacité ou une solution technologique parallèle pour les batteries de petite capacité est une question controversée dans l'industrie. Cependant, le choix de la technologie à adopter dépend des résultats du bloc-batterie et de sa compétitivité en termes de volume, de poids, de qualité du produit, de performance, de prix et de facilité d'installation.

8. feuille d'aluminium au carbone revêtue pour les batteries à haut débit

(1) Description des matériaux

Les feuilles d'aluminium au carbone revêtues sont fabriquées en appliquant une pâte composite composée principalement de carbone conducteur et de feuilles d'aluminium électronique de haute pureté à l'aide d'un procédé de revêtement par transfert.

(2) Domaine d'application

Piles au lithium de type puissance avec des matériaux actifs à particules fines
Électrodes positives composées de phosphate de fer lithié
Électrodes positives composées de fines particules d'oxyde de manganèse ternaire/lithium
Utilisé comme alternative à la feuille d'aluminium gravée dans les supercondensateurs et les piles primaires au lithium (lithium, lithium-manganèse, lithium-fer, piles boutons, etc.)

(3) Effets sur les performances de la batterie/du condensateur :

Supprime la polarisation de la batterie, réduit la production de chaleur et améliore la performance du taux ;
Réduit la résistance interne de la batterie et diminue de manière significative l'augmentation de la résistance dynamique pendant le cyclage ;
Améliore la cohérence et augmente la durée de vie de la batterie ;
Améliore l'adhérence entre les matériaux actifs et les collecteurs de courant, réduisant ainsi le coût de fabrication des électrodes ;
Protège les collecteurs de courant de la corrosion par l'électrolyte ;
Améliore les performances à haute et basse température des batteries au phosphate de fer-lithium et améliore les performances de traitement du phosphate de fer-lithium et des matériaux à base d'oxyde de titane-lithium.

(4) Paramètres recommandés :

La matière active enrobée correspondante D50 ne doit de préférence pas dépasser 4-5 μm, la densité compactée ne doit pas dépasser 2,25 g/cm³, et la surface spécifique doit être comprise entre 13 et 18 m²/g.

(5) Précautions d'emploi :

a. Conditions de stockage : Stocker dans un environnement dont la température est de 25±5°C et dont l'humidité ne dépasse pas 50%. Pendant le transport, éviter l'exposition à l'air et à la vapeur d'eau qui pourraient corroder la feuille d'aluminium.
b. Ce produit est disponible en deux versions, A et B, chacune avec ses caractéristiques clés : La version A a un aspect noir, avec une épaisseur de revêtement typique de 4-8 μm sur les deux faces, présentant une meilleure conductivité. La version B a un aspect gris clair, avec une épaisseur de revêtement typique de 2-3 μm sur les deux faces. La zone de revêtement peut être soudée avec moins de couches, et la machine de revêtement peut identifier les écarts de cavaliers.
c. La version B (grise) de la feuille d'aluminium au carbone revêtue peut être soudée directement par ultrasons dans la zone de revêtement. Elle convient uniquement à l'enroulement des languettes de soudure de batterie (jusqu'à 2 ou 3 couches de languettes). Toutefois, des ajustements peuvent être nécessaires en ce qui concerne la puissance et la durée des ultrasons.
d. La conductivité thermique de la couche de carbone étant légèrement inférieure à celle de la feuille d'aluminium, il est nécessaire d'ajuster la vitesse de la bande et la température de cuisson pendant l'enduction.
e. Ce produit améliore considérablement les performances globales des piles et des condensateurs au lithium. Toutefois, il ne doit pas être considéré comme le principal facteur de modification de certains aspects des performances des piles, tels que la densité énergétique, les performances à haute et basse température, la haute tension, etc.