Batteries au plomb et batteries au lithium
1. Batteries au plomb
1.1 Qu'est-ce que les batteries au plomb ?
● La batterie au plomb est une batterie de stockage dont les électrodes sont principalement constituées deplombet sonoxydes, et dont l'électrolyte estsolution d'acide sulfurique.
● La tension nominale d'une batterie au plomb monocellulaire est2,0 V, qui peut être déchargé à 1,5 V et chargé à 2,4 V.
● Dans les applications,6 cellules uniquesles batteries au plomb sont souvent connectées en série pour former une valeur nominale12Vbatterie au plomb.
1.2 Structure de la batterie au plomb
● À l'état de décharge des batteries au plomb, le composant principal de l'électrode positive est le dioxyde de plomb, et le courant circule de l'électrode positive à l'électrode négative, et le composant principal de l'électrode négative est le plomb.
● À l'état de charge des batteries au plomb, les principaux composants des électrodes positives et négatives sont le sulfate de plomb et le courant circule de l'électrode positive à l'électrode négative.
●Batteries au graphène : additifs conducteurs de graphènesont ajoutés aux matériaux des électrodes positives et négatives,matériaux d'électrode composites de graphènesont ajoutés à l'électrode positive, etcouches fonctionnelles de graphènesont ajoutés aux couches conductrices.
1.3 Que représentent les informations portées sur le certificat ?
●6-DZF-20 :6 signifie qu'il y a6 grilles, chaque grille a une tension de2V, et la tension connectée en série est de 12 V, et 20 signifie que la batterie a une capacité de20AH.
● D (électrique), Z (assisté), F (batterie sans entretien à régulation par valve).
●DZM :D (électrique), Z (véhicule à assistance électrique), M (batterie scellée sans entretien).
●viseur électronique :EV (véhicule à batterie), F (batterie sans entretien à régulation par valve).
1.4 La différence entre une vanne contrôlée et une vanne scellée
●Batterie sans entretien à régulation par valve :pas besoin d'ajouter de l'eau ou de l'acide pour l'entretien, la batterie elle-même est une structure scellée,pas de fuite d'acide ni de brouillard d'acide, avec une sécurité à sens uniquela soupape d'échappement, lorsque le gaz interne dépasse une certaine valeur, la soupape d'échappement s'ouvre automatiquement pour évacuer le gaz
●Batterie plomb-acide scellée sans entretien :toute la batterie estentièrement clos (la réaction redox de la batterie circule à l'intérieur de la coque scellée), la batterie sans entretien ne présente donc pas de débordement de « gaz nocifs »
2. Piles au lithium
2.1 Qu'est-ce que les batteries au lithium ?
● Les batteries au lithium sont un type de batterie qui utiliselithium métal or alliage de lithiumcomme matériaux d'électrode positive/négative et utilise des solutions électrolytiques non aqueuses.(Sels de lithium et solvants organiques)
2.2 Classification des batteries au lithium
●Les batteries au lithium peuvent être grossièrement divisées en deux catégories : batteries au lithium métal et batteries au lithium-ion.Les batteries lithium-ion sont supérieures aux batteries lithium métal en termes de sécurité, de capacité spécifique, de taux d'autodécharge et de rapport performance-prix.
● En raison de ses propres exigences technologiques élevées, seules des entreprises de quelques pays produisent ce type de batterie au lithium métal.
2.3 Batterie lithium-ion
| Matériaux d'électrode positive | Tension nominale | Densité d'énergie | Cycle de vie | Coût | Sécurité | Temps de cycle | Température de fonctionnement normale |
| Oxyde de lithium et de cobalt (LCO) | 3,7 V | Moyen | Faible | Haut | Faible | ≥500 300-500 | Phosphate de fer et de lithium : -20 ℃ ~ 65 ℃ Lithium ternaire : -20 ℃ ~ 45 ℃Les batteries ternaires au lithium sont plus efficaces que le lithium fer phosphate à basse température, mais ne sont pas aussi résistantes aux températures élevées que le lithium fer phosphate.Cependant, cela dépend des conditions spécifiques de chaque usine de batteries. |
| Oxyde de lithium et de manganèse (LMO) | 3,6 V | Faible | Moyen | Faible | Moyen | ≥500 800-1000 | |
| Oxyde de lithium et de nickel (LNO) | 3,6 V | Haut | Faible | Haut | Faible | Pas de données | |
| Phosphate de fer et de lithium (LFP) | 3,2 V | Moyen | Haut | Faible | Haut | 12h00-15h00 | |
| Nickel-cobalt-aluminium (NCA) | 3,6 V | Haut | Moyen | Moyen | Faible | ≥500 800-1200 | |
| Nickel Cobalt Manganèse (NCM) | 3,6 V | Haut | Haut | Moyen | Faible | ≥1000 800-1200 |
●Matériaux des électrodes négatives :Le graphite est principalement utilisé.De plus, le lithium métal, l'alliage de lithium, l'électrode négative silicium-carbone, les matériaux d'électrode négative en oxyde, etc. peuvent également être utilisés pour l'électrode négative.
● En comparaison, le phosphate de fer et de lithium est le matériau d'électrode positive le plus rentable.
2.4 Classification de la forme des batteries lithium-ion
Batterie lithium-ion cylindrique
Batterie Li-ion prismatique
Batterie bouton lithium-ion
Batterie lithium-ion de forme spéciale
Batterie souple
● Formes courantes utilisées pour les batteries des véhicules électriques :cylindrique et soft-pack
● Batterie cylindrique au lithium :
● Avantages : technologie mature, faible coût, petite énergie unique, facile à contrôler, bonne dissipation thermique
● Inconvénients :un grand nombre de batteries, un poids relativement élevé, une densité énergétique légèrement inférieure
● Batterie au lithium souple :
● Avantages : méthode de fabrication superposée, plus fine, plus légère, densité d'énergie plus élevée, plus de variations lors de la formation d'une batterie
● Inconvénients :mauvaise performance globale du pack batterie (cohérence), non résistante aux températures élevées, difficile à standardiser, coût élevé
● Quelle forme est la meilleure pour les batteries au lithium ?En fait, il n’y a pas de réponse absolue, cela dépend principalement de la demande.
● Si vous souhaitez un faible coût et de bonnes performances globales : batterie cylindrique au lithium > batterie au lithium soft-pack
● Si vous souhaitez une petite taille, légèreté et une densité énergétique élevée : batterie au lithium soft-pack > batterie au lithium cylindrique
2.5 Structure de la batterie au lithium
● 18650 : 18 mm indique le diamètre de la batterie, 65 mm indique la hauteur de la batterie, 0 indique une forme cylindrique, et ainsi de suite
● Calcul d'une batterie au lithium 12v20ah : supposons que la tension nominale d'une batterie 18650 est de 3,7 V (4,2 v lorsqu'elle est complètement chargée) et que la capacité est de 2 000 ah (2 ah)
● Pour obtenir du 12 V, vous avez besoin de 3 piles 18650 (12/3,7≈3)
● Pour obtenir 20ah, 20/2=10, vous avez besoin de 10 groupes de batteries, chacune avec 3 12V.
● 3 en série correspondent à 12 V, 10 en parallèle correspondent à 20 Ah, soit 12 V 20 Ah (un total de 30 cellules 18650 sont nécessaires).
● Lors de la décharge, le courant circule de l'électrode négative vers l'électrode positive
● Lors de la charge, le courant circule de l'électrode positive à l'électrode négative
3. Comparaison entre la batterie au lithium, la batterie au plomb et la batterie au graphène
| Comparaison | Batterie au lithium | Batterie au plomb | Batterie graphène |
| Prix | Haut | Faible | Moyen |
| Facteur de sécurité | Faible | Haut | Relativement élevé |
| Volume et poids | Petite taille, poids léger | Grande taille et poids lourd | Grand volume, plus lourd qu'une batterie au plomb |
| Vie de la batterie | Haut | Normale | Plus élevé que la batterie au plomb, inférieur à la batterie au lithium |
| Durée de vie | 4 années (lithium ternaire : 800 à 1 200 fois phosphate de fer et de lithium : 1 200 à 1 500 fois) | 3 ans (3-500 fois) | 3 ans (>500 fois) |
| Portabilité | Flexible et facile à transporter | Ne peut pas être facturé | Ne peut pas être facturé |
| Réparation | Non réparable | Réparable | Réparable |
● Il n'existe pas de réponse absolue quant à la meilleure batterie pour les véhicules électriques.Cela dépend principalement de la demande en batteries.
● En termes d'autonomie et de durée de vie de la batterie : batterie lithium > graphène > plomb acide.
● En termes de prix et de facteur de sécurité : batterie plomb > graphène > batterie lithium.
● En terme de portabilité : batterie lithium > plomb acide = graphène.
4. Certificats relatifs aux batteries
● Batterie au plomb : si la batterie au plomb réussit les tests de vibration, de différence de pression et de température de 55 °C, elle peut être exemptée du transport de marchandises ordinaire.S'il ne réussit pas les trois tests, il est classé comme marchandise dangereuse de catégorie 8 (substances corrosives).
● Les certificats courants incluent :
●Certification pour le transport sûr des produits chimiques(transport aérien/maritime) ;
●FDS(FICHE SIGNALÉTIQUE DE SÉCURITÉ);
● Batterie au lithium : classée comme exportation de marchandises dangereuses de classe 9
● Les certificats courants incluent : les batteries au lithium sont généralement UN38.3, UN3480, UN3481 et UN3171, un certificat de colis de marchandises dangereuses, un rapport d'évaluation des conditions de transport de marchandises.
●ONU38.3rapport d'inspection de sécurité
●UN3480batterie lithium-ion
●UN3481batterie lithium-ion installée dans un équipement ou batterie électronique au lithium et équipement emballés ensemble (même armoire pour marchandises dangereuses)
●UN3171véhicule alimenté par batterie ou équipement alimenté par batterie (batterie placée dans la voiture, même armoire à marchandises dangereuses)
5. Problèmes de batterie
● Les batteries au plomb sont utilisées pendant une longue période et les connexions métalliques à l'intérieur de la batterie sont sujettes à la rupture, provoquant des courts-circuits et une combustion spontanée.Les batteries au lithium ont dépassé leur durée de vie et le noyau de la batterie vieillit et fuit, ce qui peut facilement provoquer des courts-circuits et des températures élevées.
Batteries au plomb
Batterie au lithium
● Modification non autorisée : les utilisateurs modifient le circuit de la batterie sans autorisation, ce qui affecte les performances de sécurité du circuit électrique du véhicule.Une modification inappropriée entraîne une surcharge, une surcharge, un échauffement et un court-circuit du circuit du véhicule.
Batteries au plomb
Batterie au lithium
● Panne du chargeur.Si le chargeur reste longtemps dans la voiture et tremble, il est facile de desserrer les condensateurs et les résistances du chargeur, ce qui peut facilement entraîner une surcharge de la batterie.Prendre le mauvais chargeur peut également provoquer une surcharge.
● Les vélos électriques sont exposés au soleil.En été, la température est élevée et il n’est pas adapté de garer les vélos électriques dehors au soleil.La température à l’intérieur de la batterie continuera d’augmenter.Si vous chargez la batterie immédiatement après votre retour du travail, la température à l’intérieur de la batterie continuera d’augmenter.Lorsqu’il atteint la température critique, il est facile de s’enflammer spontanément.
● Les motos électriques sont facilement trempées dans l'eau lors de fortes pluies.Les piles au lithium ne peuvent pas être utilisées après avoir été trempées dans l'eau.Les véhicules électriques à batterie au plomb doivent être réparés dans un atelier de réparation après avoir été trempés dans l'eau.
6. Entretien quotidien et utilisation des piles et autres
● Évitez la surcharge et la décharge excessive de la batterie
Surcharge :Généralement, les bornes de recharge sont utilisées pour recharger en Chine.Une fois complètement chargée, l'alimentation électrique sera automatiquement déconnectée.Lors du chargement avec un chargeur, l'alimentation sera automatiquement déconnectée une fois complètement chargée.En plus des chargeurs ordinaires sans fonction de mise hors tension complète, une fois complètement chargés, ils continueront à se charger avec un faible courant, ce qui affectera la durée de vie pendant une longue période ;
Décharge excessive :Il est généralement recommandé de charger la batterie lorsqu’il reste 20 % de puissance.Charger avec une faible puissance pendant une longue période entraînera une sous-tension de la batterie et elle risque de ne pas être chargée.Il doit être réactivé et il se peut qu’il ne soit pas activé.
● Évitez de l'utiliser dans des conditions de température élevée et basse.Une température élevée intensifiera la réaction chimique et générera beaucoup de chaleur.Lorsque la chaleur atteint une certaine valeur critique, la batterie brûle et explose.
● Évitez la charge rapide, ce qui entraînera des changements dans la structure interne et une instabilité.Dans le même temps, la batterie chauffera et affectera sa durée de vie.Selon les caractéristiques des différentes batteries au lithium, pour une batterie lithium oxyde de manganèse 20A, en utilisant un chargeur 5A et un chargeur 4A dans les mêmes conditions d'utilisation, l'utilisation d'un chargeur 5A réduira le cycle d'environ 100 fois.
●Si le véhicule électrique n'est pas utilisé pendant une longue période, essayez de le recharger une fois par semaine ou tous les 15 jours.La batterie au plomb elle-même consommera environ 0,5 % de sa propre énergie chaque jour.Il consommera plus rapidement une fois installé sur une voiture neuve.
Les batteries au lithium consomment également de l’énergie.Si la batterie n'est pas chargée pendant une longue période, elle sera en perte de puissance et la batterie pourrait devenir inutilisable.
Une batterie neuve qui n'a pas été déballée doit être chargée une fois pendant plus de100 jours.
●Si la batterie a été utilisée pendant une longue périodetemps et a une faible efficacité, la batterie au plomb peut être ajoutée avec de l'électrolyte ou de l'eau par des professionnels pour continuer à être utilisée pendant un certain temps, mais dans des circonstances normales, il est recommandé de remplacer directement la nouvelle batterie.La batterie au lithium a une faible efficacité et ne peut pas être réparée.Il est recommandé de remplacer directement la nouvelle batterie.
●Problème de charge : Le chargeur doit utiliser un modèle correspondant.60 V ne peut pas charger des batteries de 48 V, le plomb-acide de 60 V ne peut pas charger des batteries au lithium de 60 V, etles chargeurs au plomb et les chargeurs de batterie au lithium ne peuvent pas être utilisés de manière interchangeable.
Si le temps de charge est plus long que d'habitude, il est recommandé de débrancher le câble de charge et d'arrêter la charge.Faites attention si la batterie est déformée ou endommagée.
●Autonomie de la batterie = tension × ampères de la batterie × vitesse ÷ puissance du moteur Cette formule ne convient pas à tous les modèles, en particulier aux modèles à moteur haute puissance.Combinée aux données d’utilisation de la plupart des utilisatrices, la méthode est la suivante :
Batterie au lithium 48 V, 1 A = 2,5 km, batterie au lithium 60 V, 1 A = 3 km, batterie au lithium 72 V, 1 A = 3,5 km, l'acide au plomb est environ 10 % inférieur à la batterie au lithium.
La batterie 48V peut parcourir 2,5 kilomètres par ampère (48V20A 20×2,5=50 kilomètres)
La batterie 60V peut parcourir 3 kilomètres par ampère (60V20A 20×3=60 kilomètres)
La batterie 72 V peut parcourir 3,5 kilomètres par ampère (72V20A 20 × 3,5 = 70 kilomètres)
●La capacité de la batterie/le A du chargeur est égal au temps de charge, temps de charge = capacité de la batterie/chargeur Un nombre, par exemple 20A/4A = 5 heures, mais comme l'efficacité de la charge sera plus lente après une charge à 80 % (l'impulsion réduira le courant), elle est donc généralement écrite sous la forme 5-6 heures ou 6-7 heures (pour l'assurance)
