1. Introduction à la batterie lithium-ion
1.1 État de charge (SOC)
L'état de charge peut être défini comme l'état de l'énergie électrique disponible dans la batterie, généralement exprimé en pourcentage.Parce que l'énergie électrique disponible varie avec le courant de charge et de décharge, la température et le phénomène de vieillissement, la définition de l'état de charge est également divisée en deux types : Absolute State-Of-Charge (ASOC) et Relative State-Of-Charge (RSOC) .
Généralement, la plage d'état de charge relatif est de 0 % à 100 %, alors qu'elle est de 100 % lorsque la batterie est complètement chargée et de 0 % lorsqu'elle est complètement déchargée.L'état de charge absolu est une valeur de référence calculée en fonction de la valeur de capacité fixe conçue lors de la fabrication de la batterie.L'état de charge absolu d'une nouvelle batterie entièrement chargée est de 100 % ;Même si la batterie vieillissante est complètement chargée, elle ne peut pas atteindre 100 % dans différentes conditions de charge et de décharge.
La figure suivante montre la relation entre la tension et la capacité de la batterie à différents taux de décharge.Plus le taux de décharge est élevé, plus la capacité de la batterie est faible.Lorsque la température est basse, la capacité de la batterie diminue également.
Figure 1. Relation entre la tension et la capacité sous différents taux de décharge et températures
1.2 Tension de charge maximale
La tension de charge maximale est liée à la composition chimique et aux caractéristiques de la batterie.La tension de charge de la batterie au lithium est généralement de 4,2 V et 4,35 V, et les valeurs de tension des matériaux de cathode et d'anode varient.
1.3 Entièrement chargé
Lorsque la différence entre la tension de la batterie et la tension de charge maximale est inférieure à 100 mV et que le courant de charge est réduit à C/10, la batterie peut être considérée comme complètement chargée.Les conditions de charge complète varient en fonction des caractéristiques de la batterie.
La figure ci-dessous montre une courbe caractéristique de charge typique d'une batterie au lithium.Lorsque la tension de la batterie est égale à la tension de charge maximale et que le courant de charge est réduit à C/10, la batterie est considérée comme complètement chargée
Figure 2. Courbe caractéristique de charge de la batterie au lithium
1.4 Tension de décharge minimale
La tension de décharge minimale peut être définie par la tension de décharge de coupure, qui est généralement la tension lorsque l'état de charge est de 0 %.Cette valeur de tension n'est pas une valeur fixe, mais change avec la charge, la température, le degré de vieillissement ou d'autres facteurs.
1.5 Décharge complète
Lorsque la tension de la batterie est inférieure ou égale à la tension minimale de décharge, on peut parler de décharge complète.
1.6 Taux de charge et de décharge (C-Rate)
Le taux de charge-décharge est une représentation du courant de charge-décharge par rapport à la capacité de la batterie.Par exemple, si vous utilisez 1C pour vous décharger pendant une heure, idéalement, la batterie se déchargera complètement.Différents taux de charge-décharge entraîneront une capacité utilisable différente.Généralement, plus le taux de charge-décharge est élevé, plus la capacité disponible est faible.
1.7 Cycle de vie
Le nombre de cycles fait référence au nombre de charges et de décharges complètes d'une batterie, qui peut être estimé par la capacité de décharge réelle et la capacité de conception.Lorsque la capacité de décharge accumulée est égale à la capacité de conception, le nombre de cycles doit être égal à un.Généralement, après 500 cycles de charge-décharge, la capacité de la batterie complètement chargée diminuera de 10 % à 20 %.
Figure 3. Relation entre les temps de cycle et la capacité de la batterie
1.8 Auto-décharge
L'autodécharge de toutes les batteries augmentera avec l'augmentation de la température.L'autodécharge n'est fondamentalement pas un défaut de fabrication, mais les caractéristiques de la batterie elle-même.Cependant, un traitement inapproprié dans le processus de fabrication entraînera également l'augmentation de l'auto-décharge.Généralement, le taux d'autodécharge sera doublé lorsque la température de la batterie augmente de 10 ° C. La capacité d'autodécharge des batteries lithium-ion est d'environ 1 à 2% par mois, tandis que celle de diverses batteries à base de nickel est de 10- 15% par mois.
Figure 4. Performance du taux d'autodécharge de la batterie au lithium à différentes températures
Heure de publication : 07 février 2023