Quel est le principe de la charge et de la décharge des piles au lithium ?

La charge et la décharge d'une batterie au lithium impliquent le mouvement des ions de lithium entre l'électrode négative et l'électrode positive. Pendant la phase de charge, l'énergie électrique est convertie en énergie chimique. La quantité d'énergie que la cellule peut stocker est appelée sa « puissance ». Le processus de charge et de décharge d'une batterie lithium-ion peut être compliqué, mais il est généralement simple.

La batterie au lithium est chargée par un chargeur qui maintient un courant constant. La charge est lente et progressive, afin de ne pas provoquer de surchauffe de la batterie. La première phase de charge est appelée phase de précharge, et la tension de la batterie sera inférieure à trois volts pendant cette période. Après cela, la batterie commencera à gagner de l'énergie et atteindra finalement son potentiel maximal.

La première phase de la charge s'appelle la phase à tension constante. Cette phase consiste à appliquer une tension constante égale à la tension maximale des cellules en série. La charge en sommet est nécessaire pour maintenir une tension plus élevée que le taux d'autodécharge de la batterie. Une fois que la tension atteint quatre à cinq volts, la batterie est complètement chargée.

La deuxième étape est appelée cycle de décharge. Cette étape se produit lorsqu'une électrode négative est surchargée. Le cycle de décharge s'arrête lorsque la batterie est déchargée. Une batterie déchargée ne pourra pas stocker d'énergie, il est donc important de la décharger et de la charger correctement. L'augmentation du courant peut réduire la durée de vie d'une batterie lithium-ion. Cependant, une charge à courant élevé sans restriction peut intégrer des ions dans l'électrode négative.

Lorsque la batterie lithium-ion est complètement déchargée, les ions lithium se déplacent vers l'électrode en oxyde de cobalt. Les batteries lithium-ion contiennent différents types de matériaux, de sorte que leur poids et leur contenu énergétique varient. Dans certains cas, une batterie lithium-ion est plus lourde que les batteries plomb-ion. Lorsqu'elle est complètement déchargée, la batterie lithium-ion est surchargée.

Lorsqu'une batterie lithium-ion est en cours de recharge, le courant augmente progressivement. Le courant de charge diminue si le courant est trop élevé. Par conséquent, un courant de charge plus élevé entraînera une charge complète en moins de temps. Au cours de la première étape, le courant est augmenté, mais il faut plus d'un an pour atteindre une saturation. Pour la deuxième étape, le courant est réduit.

Les batteries lithium-ion contiennent des contrôleurs électroniques. Les chargeurs aideront la batterie à effectuer le cycle de charge et de décharge sans surchauffe. Par exemple, l'énergie cellulaire est égale à la tension multipliée par la charge. C'est ce qu'on appelle l'équilibre électrochimique. La formule est la suivante : Plus le courant est élevé, plus la tension est élevée. Si la tension est trop élevée, la cellule lithium-ion est surchargée.