Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion de 24 V ?

Dans notre vie quotidienne, tout le monde utilise des piles d'une manière ou d'une autre dans nos télécommandes, nos voitures, nos montres, nos jouets, et les piles lithium-ion sont l'une des piles rechargeables les plus utilisées parmi de nombreux types de piles, et leur domination continue de s'étendre chaque jour, année après année. Les batteries lithium-ion convertissent l'énergie chimique en énergie électrique par le biais d'une réaction d'oxydoréduction. Elles sont divisées en batteries primaires (rechargeables) et secondaires (non rechargeables).

La batterie lithium-ion alimente des millions de personnes chaque jour. Sa popularité s'accroît en raison de sa haute densité énergétique, de sa légèreté et de sa capacité à se recharger. Le mérite en revient aux chimistes M. Stanley Whittingham, John Goodenough et Akira Yoshino, qui ont mis au point une batterie lithium-ion qui leur a valu un noble prix en 2019.

 Cet article vous présentera le type de batterie lithium-ion le plus courant : la batterie lithium-ion 24 V. Nous parlerons du processus de fabrication, des applications, des avantages et des normes de qualité de la batterie lithium-ion 24V. Nous parlerons du processus de fabrication, des applications, des avantages et des normes de qualité de la batterie lithium-ion 24V. Si vous êtes intéressé par la batterie lithium-ion 24V, continuez à regarder cet article.

Processus de fabrication d'une batterie lithium-ion de 24 V

Une batterie au lithium-ion de 24 V se compose d'électrodes, d'un séparateur, d'un électrolyte, d'un boîtier contenant les matériaux actifs et maintenant les électrodes en place, ainsi que de deux collecteurs de courant. L'électrolyte transporte un fluide chargé en lithium-ion de l'anode à la cathode et vice-versa à travers le séparateur. Le séparateur est utilisé pour éviter tout contact entre l'anode et la cathode - l'anode et la cathode sont toutes deux utilisées pour stocker les ions lithium.

Les deux collecteurs, positif et négatif, transportent la charge vers les appareils connectés. Lorsque le lithium-ion se déplace dans l'anode, il crée des électrons libres, ce qui crée un collecteur de courant positif. La charge du courant positif s'écoule donc du collecteur positif vers l'appareil connecté au collecteur de courant négatif.

La production d'une batterie lithium-ion 24V se fait en trois étapes principales :
1. Préparation des électrodes
2. Assemblage des cellules
3. Finition des cellules ou activation de l'électrochimie des batteries.

Les batteries lithium-ion prismatiques, cylindriques et à pochettes sont de conception différente et leurs processus de fabrication sont tous similaires.

Examinons les trois processus ci-dessus un par un en détail. 

1 Préparation de l'électrode.

Tout d'abord, la suspension est fabriquée en mélangeant l'additif conducteur, la matière active et le liant avec le solvant. Le matériau actif est constitué d'une électrode positive, d'une électrode négative et d'un électrolyte qui aide à charger et à décharger les réactions électrochimiques.

Le matériau actif est une forme de carbone pour l'anode et de l'oxyde de lithium-ion pour la cathode. Les matériaux de l'électrode agissent comme des porteurs de courant à l'entrée et à la sortie de la cellule, recouverts d'une feuille métallique des deux côtés. L'additif conducteur est un matériau à base de carbone qui augmente la conductivité de l'électrode. Le liant joue un rôle essentiel dans la fabrication des batteries, car il est responsable du maintien des électrodes et de la matière active. Le N-méthyl pyrrolidone est le liant de la cathode et le caoutchouc styrène-butadiène celui de l'anode.

La boue ainsi préparée est pompée dans une filière. La filière cathodique est recouverte d'une feuille d'aluminium et la filière cuivrée est utilisée pour recouvrir l'anode. Cette filière est ensuite envoyée dans le four de séchage pour évaporer l'humidité du solvant. La boue cathodique est toxique et doit faire l'objet d'une réglementation en matière d'émissions, tandis que la boue anodique est à base d'eau et peut être rejetée directement dans l'atmosphère. En raison de la contamination présente entre les matériaux de l'anode et de la cathode, qui a le pouvoir de ruiner la batterie, ils sont généralement traités dans une pièce différente.

Après le processus de séchage, les électrodes sont introduites dans une machine à découper pour les couper selon les dimensions conçues pour la cellule. Elles sont ensuite placées dans un four à vide pour éliminer les traces d'humidité restantes. Pour réduire la corrosion et les réactions chimiques dans les électrodes, le niveau d'humidité est contrôlé après le séchage.  

2. assemblage de la cellule.

L'anode et la cathode prêtes à l'emploi sont prises en sandwich avec un séparateur dans l'assemblage de la cellule. Cet assemblage est appelé sous-ensemble d'électrodes et est également appelé structure interne de la cellule.

Les feuilles d'aluminium et de cuivre sont ensuite soudées sur des électrodes. Les feuilles d'aluminium et de cuivre sont ensuite soudées sur des électrodes. Une méthode de soudage couramment utilisée est le soudage par ultrasons et parfois le soudage par résistance. Un électrolyte est ensuite versé dans l'enceinte formée pour achever le processus. 

3. finition des cellules ou activation de l'électrochimie de la batterie.

Avant la livraison finale de la cellule au fabricant, l'activation électrochimique de la batterie est appliquée pour un fonctionnement stable. L'électrochimie est une relation entre la production d'électricité et la réaction chimique associée ou vice versa.

Applications de la batterie lithium-ion 24 V

alimentation électrique sans interruption

Lorsque la source d'alimentation principale n'est pas disponible, vous pouvez disposer d'un onduleur à batterie lithium-ion 24V qui permet à votre appareil de fonctionner pendant une courte période.

l'alimentation électrique des véhicules

EV qui est principalement alimenté par une batterie lithium-ion.

stockage de l'énergie solaire

On peut économiser de l'énergie en utilisant un système photovoltaïque pendant la journée, mais pendant la nuit, on peut utiliser une batterie de stockage solaire au lithium-ion de 24 V pour décharger l'énergie stockée.

système d'alarme

De nombreux systèmes d'alarme utilisent des batteries au lithium-ion pour protéger vos biens tels que les véhicules, la maison.

blocs d'alimentation

Les batteries rechargeables au lithium-ion sont bien connues pour leur utilisation dans les blocs d'alimentation des ordinateurs portables, des banques d'énergie et des téléphones mobiles.

équipements mobiles

La batterie lithium-ion légère de 24 V est le meilleur choix pour les équipements de mobilité, des fauteuils roulants électriques aux monte-escaliers. 

Les batteries lithium-ion 24 V valent-elles la peine d'être achetées ?

Au cours des trois dernières décennies, le prix des batteries au lithium-ion a baissé de 96% à 98%. Il est actuellement 42 fois moins élevé qu'il y a 30 ans. Le coût d'une batterie au lithium-ion de 24 V est déterminé en fonction du kilowattheure, de sorte qu'une batterie d'une capacité d'un kilowattheure coûte environ $140. Vous trouverez ci-dessous une liste d'avantages qui confirmeront la pertinence de son achat.

Les avantages illimités de la batterie lithium-ion 24v

Voici la liste des avantages des batteries lithium-ion 24V par rapport aux autres batteries.
- Léger
- Densité énergétique plus élevée
- Faible taux de décharge
- Le cycle de charge et de décharge est plus
- Fonctionne à une tension plus élevée
- Respect de l'environnement
- Compact
- Peu d'entretien
- Rapide et efficace
- Idéal pour un usage intensif
- fonctionnent même à des températures extrêmes
- Performance et longévité
- Le gaspillage d'énergie est considérablement réduit
- variété de modèles disponibles

Normes de qualité et leurs différences pour les batteries lithium-ion de 24 V

Le gouvernement a établi de nombreuses normes pour les tests et la certification des batteries lithium-ion 24V, et toutes sont presque similaires d'une manière ou d'une autre. Nous examinerons ici les normes établies par les organisations américaines, les organisations et normes internationales et la Commission électrotechnique internationale.

Organisation et normes basées sur les États-Unis"

OSHA (Occupational Safety and Health Administration) :
L'OSHA est une agence de réglementation américaine relevant du ministère du travail. L'OSHA publie une norme visant à prévenir les accidents mortels sur le lieu de travail en appliquant des normes. Elle tient à jour et approuve une liste de laboratoires d'essais reconnus au niveau national qui fournissent les certifications et les essais nécessaires pour les piles à base de lithium.

Marquage CE :
La batterie de l'Union européenne réglemente la teneur en métaux lourds des batteries lithium-ion.

Exemples de métaux à usage restreint :
Cadmium (< 0,002% en poids)
Mercure (<0,0005% en poids)
Plomb ( 0,0004% en poids)

Les normes telles que ANSI C18.2, PART 2 ET ANSI C18.3, PART 2 sont des normes répertoriées par ANSI ( THE AMERICAL NATIONAL STANDARDS INSTITUTE) pour la sécurité des batteries Lithium-Ion.

Organisations et normes internationales

UN/DOT
Les Nations unies publient une directive sur la sécurité du transport et de l'emballage des batteries au lithium-ion en recommandant le transport des marchandises dangereuses.

Laboratoires Underwrite
Il s'agit d'une agence indépendante chargée de publier des normes de sécurité.
Pour les piles au lithium, les normes UL sont les suivantes
- UL1642
- UL2054
- UL2580

La commission électrotechnique internationale

La CEI publie des normes de sécurité générale et des spécifications de transport pour les produits électroniques et électriques. Voici quelques mots-clés pour les batteries lithium-ion :
- IEC62133
- IEC60086-4
- IEC61960
- IEC62281

Autres listes de normes

- Directive européenne - 2006/66/CE et 2001/95/CE
- BATSO
- JIS
- SAE International
- CHIA

Jusqu'où peut-on décharger une batterie lithium-ion de 24 V ?

On peut décharger une batterie lithium-ion de 24V jusqu'à ce que le circuit de sécurité de la batterie reste fermé. Si l'on décharge en dessous de 2V, ce qui ouvre le circuit de sécurité de la batterie, celle-ci est considérée comme morte.

Entretien de la batterie lithium-ion 24 V

Toutes les batteries ont besoin d'entretien et ne peuvent être laissées telles quelles pendant une longue période. Le respect des consignes d'entretien ci-dessous garantit la longévité de la batterie.

Si une batterie lithium-ion de 24 V est déchargée en dessous de 2,5 volts par élément, un circuit de sécurité intégré à la batterie s'ouvre et semble être mort.

On peut décharger une batterie lithium-ion de 24V jusqu'à ce que le circuit de sécurité de la batterie reste fermé. Si l'on décharge en dessous de 2V, ce qui ouvre le circuit de sécurité de la batterie, celle-ci est considérée comme morte.

La durée de vie estimée de la batterie lithium-ion 24V est de 2 à 3 ans, ou elle peut vous offrir un cycle de fonctionnement allant jusqu'à 500 cycles. Un cycle consiste à charger complètement une batterie, à la décharger et à la recharger. Si elle est laissée sans surveillance, elle peut durer au maximum six mois.

Le respect des méthodes/instructions de charge mentionnées dans le manuel permet de maintenir la durée de vie de la batterie lithium-ion 24V au niveau de la marque.