Qu'est-ce qu'une batterie cylindrique au lithium-ion ?

Qu'est-ce qu'une pile cylindrique au lithium-ion ? La demande de piles au lithium-ion a augmenté au cours de la dernière décennie et elles sont utilisées dans presque tous les secteurs et départements, par exemple dans le secteur de la communication, le secteur médical et différents équipements.

D'après son nom, il est clair que la batterie lithium-ion cylindrique est connue sous le nom de batterie lithium-ion cylindrique. Ces types de piles ont des tailles et des formes différentes et sont connues sous les numéros 18650, 21700, 32700, 26650, etc. Leur demande a augmenté au cours de la dernière décennie et elles sont utilisées dans presque tous les secteurs et départements, par exemple dans le secteur de la communication, le secteur médical et différents équipements.

Structure cylindrique de la batterie lithium-ion

La batterie cylindrique au lithium-ion a une structure très organisée qui peut être divisée en trois classes différentes. La première est la conception de la jellyroll, la deuxième est celle des connecteurs de courant et la troisième est celle des pièces de sécurité.

Jellyroll

Un récipient cylindrique avec deux électrodes avec diaphragme et deux séparateurs est fabriqué à l'aide d'un jellyroll. Une couche d'électrode négative est placée en premier, puis une feuille de séparation et une électrode positive. Le sandwich est ensuite placé dans une cellule électrochimique. Les sections suivantes détaillent chaque couche :
1.Électrode positive
L'électrode positive, ou cathode, est un matériau composite recouvert d'une feuille d'aluminium.
2.Électrode négative
L'anode, ou l'électrode négative, est une feuille de cuivre recouverte de composés de carbone. Les matériaux carbonés sont le plus souvent utilisés pour fabriquer du graphite.

Séparateurs

L'isolation entre les électrodes est assurée par une fine couche de plastique. Le séparateur empêche les électrons de passer. L'électrolyte est versé dans les pores du séparateur. C'est l'épaisseur typique d'un séparateur. Un séparateur peut être composé de polyéthylène (PE) ou de polypropylène (PP).

Les électrons passent d'un appareil à l'autre par des connexions de courant constituées de divers matériaux. Chaque cellule cylindrique d'une batterie lithium-ion comporte quatre connecteurs de courant.
-Fil terminal positif
-Fil terminal négatif
-Terminal positif
-Terminal négatif

Dispositifs de sécurité

Un équipement de sécurité est nécessaire pour manipuler une batterie lithium-ion en raison de l'inflammabilité de l'électrolyte et de l'énorme énergie du lithium-ion. Les batteries lithium-ion sont protégées par une série de dispositifs de sécurité intégrés.
-Cas
-Plaque d'isolation
-Joint
-Coefficient de température positif
-Anti-explosif
-Gaz d'échappement

Batterie lithium-ion prismatique ou cylindrique

Dans les processus automatisés, les batteries lithium-ion cylindriques peuvent résister à des pressions élevées sans se déformer. Par rapport aux cellules prismatiques, elles peuvent être fabriquées en beaucoup moins de temps et à moindre coût, avec une efficacité bien supérieure. Ces cellules ont une meilleure régulation de la température que les cellules prismatiques. Leur principal inconvénient est qu'elles occupent beaucoup d'espace.

Les cellules prismatiques sont plus légères et plus fines, ce qui permet de gagner de la place. Pour créer une batterie de 12 volts, il suffit de connecter quatre de ces cellules. Les couches plus minces et les formes rectangulaires offrent au concepteur du produit des options supplémentaires, malgré le coût plus élevé. Elles ne sont pas sans défaut, bien sûr. Les batteries peuvent perdre de la puissance si une seule cellule prismatique se brise.

Bien que les cellules prismatiques soient intéressantes si l'on ne souhaite pas occuper beaucoup d'espace, la plupart des fabricants optent pour des cellules cylindriques en raison de leur coût. Le besoin croissant de batteries plus petites favorise le développement des cellules prismatiques.

Raisons pour lesquelles la batterie lithium-ion 21700 est meilleure que la batterie 18650

Il y a de nombreuses raisons qui font que la batterie lithium-ion cylindrique 21700 est supérieure à la batterie 18650 ; certaines des principales raisons sont examinées ci-dessous à la lumière de la société Tesla :

Capacité

En passant d'une batterie 18650 à une batterie 21700, la capacité de la cellule de la batterie peut être augmentée de 3 à 4,8 Ah, ce qui correspond à une augmentation de 35%.

L'énergie

Tesla a révélé que le premier système de batterie 18650 avait une densité énergétique d'environ 250Wh/kg. Plus tard, elle a construit un système de batterie 21700 avec une densité énergétique de 300Wh/kg. La batterie 21700 a une densité énergétique volumétrique supérieure à celle de la 18650, qui est de près de 20%.

Prix

Sur la base d'une analyse des données de prix de Tesla, il semble que le système de batterie 21700 coûte $170/Wh, tandis que le système de batterie 18650 coûte $185/Wh. En passant aux batteries 21700, vous pouvez économiser environ 9% sur le système de batterie de la Model 3.

Poids

Une réduction de poids de 10% est prévue pour le système. Une pile 21700 peut stocker plus d'énergie qu'une pile 18650. Si les cellules des batteries sont réduites d'environ un tiers, l'administration du système sera simplifiée et le nombre de batteries sera réduit. L'utilisation de composants structurels et de connexions électriques en métal dans le sac permet de réduire encore le poids de la batterie.

Avantages de la batterie cylindrique au lithium-ion

La pile au lithium ionique cylindrique offre la meilleure normalisation, la meilleure maturité et la meilleure production, quel que soit le type de pile au lithium. Les performances d'une batterie lithium-ion cylindrique sont conformes, voire supérieures, aux exigences de toutes les normes internationales.

La bonne nouvelle, c'est que leur technologie est suffisamment avancée pour qu'ils puissent les produire à tout moment. La grande surface de la batterie lithium-ion cylindrique lui permet de dissiper efficacement la chaleur. Les batteries de forme cylindrique doivent être entièrement scellées. Lorsqu'elles sont utilisées, elles n'ont pas besoin d'être entretenues. Les batteries cylindriques, contrairement aux cellules prismatiques ou en poche, ne se dilatent pas en raison de leur résistance à la haute pression.

Protection de la batterie cylindrique au lithium-ion

Stockage

Évitez de stocker les piles à proximité de matériaux combustibles. Les piles dans leur emballage d'origine doivent être conservées entre 5°C et 20°C (41°F et 68°F). Il est essentiel de faire la différence entre les piles non épuisées et les piles épuisées (ou de tenir un registre). Les piles doivent être stockées dans un endroit frais et sec. La zone de stockage des batteries doit faire l'objet d'une inspection régulière. Rechargez la capacité de stockage de votre batterie tous les six mois.

Utilisation

La manipulation de piles ou d'appareils alimentés par des piles doit se faire avec précaution. En outre, les piles ne doivent pas être soumises à des oxydants puissants ou à des acides sous quelque forme que ce soit. Vérifiez que les piles ne sont pas endommagées avant de les utiliser au soleil ou sur des surfaces chaudes. Les piles endommagées ou gonflées doivent être jetées.
Empêcher l'utilisation de combustibles sur le lieu de travail. Laisser refroidir une batterie avant de la charger ou de l'utiliser permet d'éviter la surchauffe.

Élimination

Lorsque la batterie est déchargée, elle doit être éliminée conformément au guide fourni ou appeler un service d'assistance pour l'élimination des batteries. Tenir hors de portée des enfants et manipuler par des professionnels.

Vérifiez la tension de vos batteries après une heure de charge pour voir comment elles se comportent. Une tension de 4,2 volts indique que les piles sont en excellent état (V). Les formulaires de demande de collecte de déchets chimiques en ligne doivent être utilisés pour les piles de moins de cinq livres.

Tesla satisfait à l'idée d'une batterie cylindrique au lithium-ion

Plusieurs raisons expliquent l'utilisation par Tesla de cellules lithium-ion cylindriques. L'une des raisons évidentes est que ces batteries cylindriques sont plus fiables et donc plus efficaces. Cela signifie qu'elles consomment moins d'énergie et fournissent un rendement plus élevé. La durabilité est également un facteur important de la batterie cylindrique au lithium-ion qui impressionne Tesla.

Comme nous le savons tous, Elon Musk, PDG de la société Tesla, est un fervent partisan des produits géoéconomiques et respectueux de l'environnement. C'est pourquoi il recommande vivement la batterie cylindrique au lithium-ion, car les autres batteries, telles que les batteries à poche, présentent un risque élevé d'emballement thermique et peuvent s'avérer dangereuses.