Analyse exhaustive des piles zinc-air - une nouvelle technologie de piles

En tant que type de batterie métal-air, les batteries zinc-air sont considérées comme un système de stockage d'énergie possible pour l'avenir, et la recherche dans ce domaine progresse également. Cet article présente de manière détaillée les batteries zinc-air du point de vue des principes, des applications, des FAQ et de l'analyse comparative avec les batteries au lithium.

1) Quel est le type de pile zinc-air ? Les piles zinc-air sont-elles au lithium ?

Les piles zinc-air sont un des types de piles métal-air. Les piles zinc-air utilisent l'oxygène de l'air comme oxydant pour alimenter une électrode de zinc. Ces piles innovantes utilisent donc la puissance de l'air pour créer de l'électricité ! Les piles zinc-air sont différentes des piles au lithium. Les piles zinc-air peuvent être divisées en deux catégories : les piles primaires et les piles secondaires. En revanche, vous pouvez recharger les batteries lithium-ion.

2) Combien de volts une pile zinc-air fournit-elle ?

Au moment de la fabrication, la tension que possède une pile zinc-air sans joint est d'environ 1,4 volt. Il s'agit de la tension lorsque le circuit est ouvert et au repos. Lorsque vous déchargez vos piles, la tension de fonctionnement dépend de l'intensité de la charge qui leur est imposée et de la température. En général, la tension d'un élément de batterie zinc-air en fonctionnement se situe entre 1,0 et 1,25 volt.

3. Comment fonctionnent les piles zinc-air ?

Une pile zinc-air est un type de pile qui fonctionne selon le même principe que les piles classiques. Les piles zinc-air produisent de l'énergie par le biais de réactions chimiques. La pile zinc-air utilise un seul réactif (l'oxygène) provenant de l'air extérieur plutôt que de le combiner à l'intérieur de la cellule. Le voyage de la molécule d'oxygène dans la cellule commence par son entrée par les trous supérieurs encastrés dans une électrode à charge positive faite de carbone poreux. 

L'hydroxyle est l'un des sous-produits formés lorsque l'eau, en présence d'autres molécules à la surface de l'électrode, réagit avec l'oxygène entrant. L'anode de gel de zinc chargée négativement attire les molécules d'hydroxyle, qui sont alors attirées vers elle en traversant le séparateur d'air. L'hydroxyle réagit alors avec le zinc pour former du zincate, qui se décompose en deux molécules : l'oxyde de zinc et une molécule d'eau. Ces molécules libèrent ensuite deux électrons pour alimenter l'appareil souhaité.

4. à quoi servent les piles zinc-air ?

Il existe plusieurs applications pour les piles zinc-air. Certaines des applications les plus populaires sont les suivantes : Les piles zinc-air peuvent constituer un moyen pratique et efficace d'alimenter vos appareils auditifs, vos téléavertisseurs ou vos appareils médicaux.Elles ont également des utilisations intéressantes dans les blocs d'alimentation temporaires des téléphones portables ! Les piles zinc-air sont largement utilisées dans le domaine de l'horlogerie, mais on les trouve également dans les télécommunications et les cellules de signalisation à distance des chemins de fer. Des modèles plus grands ont été utilisés pour les lampes de sécurité sur les chantiers de construction. Vous pouvez également utiliser des piles zinc-air pour alimenter vos clôtures électriques.

5) Quelle est la durée de vie des piles zinc-air ?

Bien qu'il n'y ait pas de formule fixe pour déterminer la durée de vie des piles zinc-air, les facteurs qui influencent leur durée de vie sont les suivants :
● Poids
● Durée d'utilisation
● Température
● Densité de tension à laquelle une batterie est chargée.
● L'environnement dans lequel il est utilisé (l'humidité est indésirable).

En général, les piles zinc-air ont une durée de vie de 2 à 3 ans lorsqu'elles sont utilisées dans un environnement sec et à température ambiante. En revanche, les batteries rechargeables au lithium-ion ont une durée de vie allant jusqu'à 10 ans lorsqu'elles sont chargées et déchargées en moyenne une fois par jour. C'est pourquoi.., batteries de voiturettes de golf au lithium peut prolonger la durée de vie des batteries des voiturettes de golf.

6. les piles zinc-air sont-elles bonnes ? Quel est le principal avantage d'une pile zinc-air ?

Les principaux avantages des piles zinc-air sont les suivants :

① Tension de décharge plate

Une courbe de décharge plate est un atout majeur pour les piles zinc-air. Au fur et à mesure que votre appareil utilise son alimentation, la tension reste stable aux mêmes niveaux.

② Faible coût

Le faible coût est un avantage pour les piles zinc-air par rapport aux autres solutions, car elles sont plus abordables.

③ Bonne durée de conservation

Les piles zinc-air ont une excellente durée de conservation, avec une longue durée de vie de 1 500 à 2 000 cycles, mais pas autant que les 4 000 cycles des piles lithium-ion.

④ Densité énergétique volumétrique élevée

Les piles zinc-air présentent une densité énergétique volumétrique élevée qui leur permet de stocker deux fois plus d'énergie que d'autres piles de dimensions et de poids similaires. Cependant, les batteries lithium-ion ont également une densité énergétique élevée, encore plus élevée que les batteries zinc-air.

7. les piles zinc-air peuvent-elles être rechargées ?

Les batteries zinc-air ne sont pas rechargeables, alors que les piles à combustible zinc-air le sont mécaniquement. La raison en est que le zinc est soumis à l'oxydation et qu'il s'épuise. Votre pile zinc-air n'est donc pas rechargeable. Certains concepteurs ont trouvé un moyen astucieux de contourner le problème des piles non rechargeables. Ils ont remplacé l'élément clé qu'est le zinc par des catalyseurs minéraux à base de terres rares pour assurer la recharge. Ces conceptions peuvent être coûteuses et sont beaucoup plus complexes.

8. combien coûtent les piles zinc-air ?

Le faible coût de production des batteries zinc-air a récemment gagné en popularité. Ces types de batteries sont souvent considérés comme des substituts à d'autres systèmes de batteries plus traditionnels. En effet, ils offrent la même puissance avec un poids et un volume moindres par KWh produit. Une batterie zinc-air coûte moins de $45 par kilowattheure. C'est beaucoup moins que d'autres systèmes de batteries, notamment lithium-ion, alcaline et nickel-cadmium. Cependant, sa sensibilité aux facteurs externes tels que la température et l'humidité limite son utilisation, ce qui fait qu'elle n'est pas aussi répandue que les batteries lithium-ion.

9. les piles au zinc sont-elles meilleures que les piles au lithium ? Les piles zinc-air sont-elles l'avenir ?

En théorie, les batteries zinc-air sont meilleures que les batteries lithium-ion à certains égards. Les principaux sont les suivants :

Le coût des batteries zinc-air est cinq fois inférieur à celui des batteries lithium-ion. Cependant, la technologie actuelle des batteries présente encore de nombreuses lacunes et le coût des batteries zinc-air optimisées pourrait être plus élevé que celui des batteries lithium-ion commercialisées. Dans une batterie zinc-air, l'air réagit pour créer de l'énergie. Cela permet d'économiser de l'espace et de réduire la taille et le poids, ce qui est important pour n'importe quelle batterie ! D'autre part, les batteries au lithium à l'état solide peuvent simplifier l'emballage, et la densité énergétique volumétrique est supérieure de plus de 70% à celle des batteries au lithium liquide, ce qui est mieux que les batteries zinc-air.

La batterie zinc-air peut être une alternative sûre aux batteries lithium-ion liquides. La batterie zinc-air ne contient aucun composé nocif et présente une faible autoréactivité, de sorte qu'elle ne se déclenche pas facilement en cas d'accident ! L'émergence récente des piles au lithium à l'état solide a également résolu les problèmes de sécurité des piles au lithium liquide traditionnelles, et offre à la fois une densité énergétique élevée et un taux de performance élevé. Par rapport aux piles zinc-air, elles ont une durée de vie plus longue et des champs d'application plus vastes. Il est possible de recycler les piles zinc-air sans nuire à l'environnement et même de les recharger en utilisant du zinc neuf. En fait, l'utilisation de nouveaux équipements de recyclage et de traitement des piles au lithium permet également de récupérer et de recycler les piles au lithium dans le respect de l'environnement.

Dans l'ensemble, la batterie zinc-air est une batterie respectueuse de l'environnement, de petite taille, sans corrosion et au fonctionnement sûr et fiable. Cependant, en raison du goulot d'étranglement technique des piles zinc-air, l'application pratique est limitée et ne peut donc pas être appliquée à grande échelle à l'heure actuelle. En revanche, l'application des piles au lithium est relativement plus étendue. C'est pourquoi, Batterie au lithium 12VLa batterie lithium-ion 48v et les autres batteries lithium rechargeables de différentes spécifications resteront encore longtemps le choix optimal pour les applications commerciales à grande échelle.