Alimentation de stockage d'énergie

Présentation du produit

L’alimentation électrique de stockage d’énergie est la forme commerciale prédominante de batterie rechargeable, largement utilisée dans l’électronique portable et les transports électrifiés. Au cours d'un cycle de décharge, les atomes de lithium présents dans l'anode sont ionisés et séparés de leurs électrons. Les ions lithium quittent l’anode et traversent l’électrolyte jusqu’à atteindre la cathode, où ils se recombinent avec leurs électrons et se neutralisent électriquement. Les ions lithium sont suffisamment petits pour pouvoir traverser un séparateur micro-perméable entre l'anode et la cathode. En partie à cause du faible poids atomique et du faible rayon du lithium (après l'hydrogène et l'hélium), les batteries Li-ion sont capables d'avoir une tension très élevée et de stocker des charges par unité de masse et de volume.

L'alimentation électrique à stockage d'énergie peut utiliser un certain nombre de matériaux différents comme électrodes. La combinaison la plus courante est celle de l’oxyde de lithium et de cobalt (cathode) et du graphite (anode), utilisée dans les appareils électroniques portables commerciaux tels que les téléphones portables et les ordinateurs portables. D'autres matériaux cathodiques courants comprennent l'oxyde de lithium et de manganèse (utilisé dans les automobiles hybrides électriques et électriques) et le phosphate de fer et de lithium. Les batteries Li-ion utilisent généralement de l'éther (une classe de composés organiques) comme électrolyte. Les ions lithium sont stockés dans les anodes de graphite grâce à un mécanisme appelé intercalation, dans lequel les ions sont physiquement insérés entre les couches 2D de graphène qui constituent le graphite en vrac. La taille des ions par rapport au réseau de carbone en couches signifie que les anodes en graphite ne sont pas physiquement déformées par la charge ou la décharge, et la force des liaisons carbone-carbone par rapport aux faibles interactions entre les ions Li et la charge électrique de l'anode rend la réaction d'insertion est hautement réversible.

Quels sont les avantages des batteries de stockage d’énergie ?

Par rapport à d’autres technologies de batteries rechargeables de haute qualité (nickel-cadmium, nickel-hydrure métallique ou plomb-acide), les batteries Li-ion présentent de nombreux avantages. Elles ont l'une des densités énergétiques les plus élevées de toutes les technologies de batteries commerciales, approchant les 300 wattheures par kilogramme (Wh/kg), contre environ 75 Wh/kg pour les technologies alternatives. De plus, les cellules Li-ion peuvent fournir jusqu'à 3,6 volts, soit 1,5-3 fois la tension des alternatives, ce qui les rend adaptées aux applications à haute puissance comme les transports. Les batteries Li-ion nécessitent relativement peu d’entretien et ne nécessitent pas de cycle programmé pour maintenir leur durée de vie. Les batteries Li-ion n'ont pas d'effet mémoire, un processus néfaste dans lequel des cycles répétés de décharge/charge partielle peuvent amener une batterie à « mémoriser » une capacité inférieure. Les batteries Li-ion ont également un faible taux d'autodécharge d'environ 1,5-2 % par mois et ne contiennent ni plomb ni cadmium toxiques. Les densités énergétiques élevées et les longues durées de vie ont fait des batteries Li-ion le leader du marché des appareils électroniques portables et des transports électrifiés. En termes de décarbonisation de la consommation d'énergie de notre économie, la technologie Li-ion présente son plus grand potentiel dans les véhicules électriques et l'aviation électrifiée.

Paramètre technique

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