Comment évaluer une batterie : Le guide ultime des métriques de performance des batteries lithium-ion

Les batteries lithium-ion sont de plus en plus utilisées en raison de leurs excellentes performances. L'évaluation des performances des batteries nécessite une analyse approfondie à partir de plusieurs dimensions, les suivantes étant les indicateurs les plus essentiels :

(1) Capacité. La capacité est l'une des caractéristiques fondamentales d'une batterie. Elle représente la quantité d'électricité qu'une batterie peut délivrer. La capacité d'une batterie indique la quantité d'électricité pouvant être obtenue à partir de celle-ci sous des conditions spécifiques de charge et de décharge (système de charge/décharge, courant de charge/décharge, tension de coupure en charge/décharge et température ambiante). Elle correspond à l'intégrale du courant dans le temps et s'exprime généralement en ampères-heures je suis désolé. ou en milliampères-heures (mAh). Le mAh est couramment utilisé pour les batteries de téléphones portables et Je suis désolé. est généralement utilisé pour les batteries des véhicules électriques. Cela reflète directement la quantité d'électricité qu'une batterie peut stocker et influence directement le courant maximal de fonctionnement de la batterie ainsi que sa durée d'utilisation.

(2) Densité énergétique. Cela fait référence à la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker par unité de masse ou de volume. Elle s'exprime généralement en énergie massique ( watt-heures par kilogramme , Wh/kg) ou en énergie volumique ( watt-heures par litre , Wh/L) . Une densité énergétique élevée signifie qu'une batterie peut stocker plus d'énergie pour un même poids ou un même volume.

(3) Caractéristiques de décharge et résistance interne. Les caractéristiques de décharge d'une batterie font référence à la stabilité de la tension de fonctionnement, à la hauteur du plateau de tension et aux performances de décharge en courant élevé de la batterie sous un régime de décharge donné. Elles indiquent la capacité de la batterie à supporter une charge. La résistance interne de la batterie comprend la résistance ohmique et la résistance électrochimique. Lors de la décharge à fort courant, l'impact de la résistance interne sur les caractéristiques de décharge est particulièrement marqué.

(4) Caractéristiques thermiques et plage de température de fonctionnement. Le milieu de travail et les conditions d'utilisation des équipements électriques exigent que la batterie présente de bonnes performances dans une plage de température spécifique. La plage de température actuelle de fonctionnement des batteries lithium-ion se situe généralement entre -30 ~ +55 ℃.

Performance à haute température : Les hautes températures accélèrent généralement les réactions chimiques et peuvent augmenter la puissance à court terme, mais elles peuvent également accélérer fortement le vieillissement, réduire la durée de vie et augmenter les risques de sécurité (défaillance thermique).

Performance à basse température : À basse température, la conductivité de l'électrolyte diminue et la cinétique des réactions ralentit, entraînant une augmentation rapide de la résistance interne et une diminution significative de la capacité et de la puissance disponibles (comme l'arrêt des téléphones mobiles en extérieur par temps froid et une autonomie réduite des véhicules électriques).

(5) Performance de stockage. Après une période de stockage, les performances de la batterie peuvent être modifiées en raison de certains facteurs, entraînant une autodécharge de la batterie, une fuite d'électrolyte, un court-circuit de la batterie, etc.

6) Performance du cycle. La durée de vie en cycle désigne le nombre de cycles qu'une batterie secondaire peut subir après avoir été chargée et déchargée selon un calendrier spécifique jusqu'à ce que ses performances se dégradent à un certain niveau (généralement 80 % de la capacité ). Elle affecte principalement la durabilité et la durée de vie de la batterie. Plus la durée de vie en cycle est longue, plus la batterie est durable, moins les remplacements sont fréquents et plus le coût global de possession est faible. Durant l'utilisation de la batterie, des charges et décharges profondes, des charges et décharges à haut débit, des températures élevées ou /basses, des surcharges et des décharges excessives, ainsi que d'autres facteurs, peuvent réduire considérablement la durée de vie en cycle de la batterie.

(7) Performance du taux de charge et de décharge. Celle-ci décrit principalement le rapport entre le courant de charge et de décharge de la batterie et sa capacité. 1C représente le courant nécessaire pour décharger une batterie entièrement chargée en une heure (courant (A) = capacité je suis désolé. ). Son importance réside dans la mesure de la capacité de la batterie à supporter des charges et décharges à fort courant. Par exemple, un 5AH batterie :

0,5C décharge = 2,5A courant de décharge.

décharge 2C = 10A courant de décharge.

0,5C chargement = 2,5A courant de charge.

Les capacités de charge et de décharge à haut débit constituent la base pour obtenir un chargement rapide et satisfaire des exigences de puissance élevée, mais ces opérations à haut débit réduisent généralement la capacité réellement disponible et affectent la durée de vie.

(8) Efficacité. Efficacité Coulombique : Le rapport de la charge libérée pendant la décharge ( Je suis désolé. ) par rapport à la charge fournie pendant la charge ( Je suis désolé. ). Cela reflète les pertes de charge dues à des réactions secondaires (telles que le dégagement de gaz) pendant les processus de charge et de décharge, avec une valeur idéale de 100% . Rendement énergétique : Le rapport de l'énergie libérée pendant la décharge ( WH ) par rapport à l'énergie fournie pendant la charge ( WH ). Cela combine le rendement coulombique et le rendement en tension (la différence de tension entre la charge et la décharge due à la résistance interne), avec une valeur idéale de 100% .

Plus le rendement est élevé, moins l'énergie est perdue, plus le chargement est économique et moins la chaleur générée est importante.

(9) Sécurité. Cela concerne principalement les performances de sécurité de la batterie en conditions normales d'utilisation et en cas de mauvais traitement. Les conditions de mauvais traitement incluent notamment la surcharge, la décharge excessive, les courts-circuits, les chutes, le chauffage, la perforation, la compression, l'impact, les vibrations, l'immersion dans l'eau de mer, la basse pression, les températures élevées, etc. La qualité de la résistance aux conditions extrêmes constitue la condition essentielle déterminant si la batterie pourra être largement utilisée. Les batteries dont la sécurité est insuffisante ne seront pas acceptées sur le marché.

Lors de l'évaluation et de la comparaison des batteries, il est important de noter que ces indicateurs sont mesurés dans des conditions spécifiques (température, taux de charge/décharge, tension finale, état de vieillissement, etc.). Analyser les valeurs des indicateurs sans tenir compte de ces conditions de test est sans signification. Dans les applications réelles, les performances globales d'une batterie sont souvent le résultat d'un compromis entre ces différents indicateurs.