Les batteries de voiture électrique sont-elles au lithium-ion ou au nickel-hydrure métallique?

Types de piles

Les batteries peuvent généralement être classées en différentes catégories et types, allant de la composition chimique, taille, facteur de forme et cas d'utilisation, mais sous tout cela, il y a deux principaux types de batterie;

Piles primaires
Piles secondaires
1. Piles primaires

Les piles primaires sont des piles qui ne peuvent pas être rechargées une fois épuisées. Les batteries primaires sont constituées de cellules électrochimiques dont la réaction électrochimique ne peut être inversée..

Les piles primaires existent sous différentes formes allant des piles boutons aux piles AA.. Ils sont couramment utilisés dans des applications autonomes où la recharge est peu pratique, voire impossible.. Un bon exemple en est les appareils de qualité militaire et les équipements alimentés par batterie.. Il ne sera pas pratique d’utiliser des batteries rechargeables, car recharger une batterie sera la dernière chose à laquelle les soldats penseront.. Les batteries primaires ont toujours une énergie spécifique élevée et les systèmes dans lesquels elles sont utilisées sont toujours conçus pour consommer une faible quantité d'énergie afin de permettre à la batterie de durer le plus longtemps possible..

Voici d'autres exemples d'appareils utilisant des piles primaires :; Créateurs de rythme, Traqueurs d'animaux, Montres-bracelets, télécommandes et jouets pour enfants, pour n'en citer que quelques-uns. Le type de piles primaires le plus populaire est les piles alcalines.. Ils ont une énergie spécifique élevée et sont respectueux de l’environnement, rentable et ne fuit pas même lorsqu'il est complètement déchargé. Ils peuvent être conservés plusieurs années, avoir un bon dossier de sécurité et peut être transporté à bord d'un avion sans être soumis aux réglementations de transport de l'ONU et à d'autres réglementations. Le seul inconvénient des piles alcalines est le faible courant de charge, ce qui limite son utilisation aux appareils ayant de faibles besoins en courant comme les télécommandes, lampes de poche et appareils de divertissement portables.

2. Piles secondaires

Les batteries secondaires sont des batteries dotées de cellules électrochimiques dont les réactions chimiques peuvent être inversées en appliquant une certaine tension à la batterie dans le sens inverse.. Également appelées piles rechargeables, les cellules secondaires, contrairement aux cellules primaires, peuvent être rechargées une fois l'énergie de la batterie épuisée.

Ils sont généralement utilisés dans des applications à forte consommation et dans d'autres scénarios où il sera trop coûteux ou peu pratique d'utiliser des batteries à charge unique.. Les batteries secondaires de petite capacité sont utilisées pour alimenter des appareils électroniques portables comme les téléphones portables., et d'autres gadgets et appareils tandis que les batteries robustes sont utilisées pour alimenter divers véhicules électriques et d'autres applications à forte consommation comme le nivellement de charge dans la production d'électricité.. Ils sont également utilisés comme sources d'énergie autonomes aux côtés des onduleurs pour fournir de l'électricité.. Bien que le coût initial d’acquisition de piles rechargeables soit toujours bien plus élevé que celui des piles primaires, elles restent les plus rentables à long terme..

Les batteries secondaires peuvent être classées en plusieurs autres types en fonction de leur chimie. Ceci est très important car la chimie détermine certains attributs de la batterie, notamment son énergie spécifique., cycle de vie, durée de conservation, et le prix pour n'en citer que quelques-uns.

Il existe essentiellement quatre compositions chimiques principales pour les batteries rechargeables;

Lithium-ion(Li-ion)
Nickel-Cadmium(Ni-Cd)
Nickel-hydrure métallique(Ni-MH)
Plomb-acide
1. Piles nickel-cadmium

La batterie nickel-cadmium (Batterie NiCd ou batterie NiCad) est un type de batterie rechargeable développée en utilisant de l'hydroxyde d'oxyde de nickel et du cadmium métallique comme électrodes. Les batteries Ni-Cd excellent à maintenir la tension et à maintenir la charge lorsqu'elles ne sont pas utilisées. pourtant, Les batteries NI-Cd sont facilement victimes du redoutable effet « mémoire » lorsqu’une batterie partiellement chargée est rechargée., diminuer la capacité future de la batterie.

En comparaison avec d'autres types de piles rechargeables, Les batteries Ni-Cd offrent un bon cycle de vie et de bonnes performances à basse température avec une capacité raisonnable, mais leur avantage le plus significatif sera leur capacité à fournir leur pleine capacité nominale à des taux de décharge élevés.. Elles sont disponibles en différentes tailles, y compris les tailles utilisées pour les piles alcalines, AAA à D. Les cellules Ni-Cd sont utilisées individuellement ou assemblées en paquets de deux cellules ou plus.. Les petits packs sont utilisés dans les appareils portables, l'électronique et les jouets tandis que les plus gros trouvent une application dans les batteries de démarrage des avions, Véhicules électriques et alimentation de secours.

Certaines des propriétés des batteries Nickel-Cadmium sont répertoriées ci-dessous.

Énergie spécifique: 40-60W-h/kg
Densité énergétique: 50-150 W-h/L
Pouvoir spécifique: 150W/kg
Efficacité de charge/décharge: 70-90%
Taux d'autodécharge: 10%/mois
Durabilité/vie du cycle: 2000cycles
2. Batteries nickel-hydrure métallique

Hydrure métallique de nickel (Ni-MH) est un autre type de configuration chimique utilisée pour les batteries rechargeables. La réaction chimique à l’électrode positive des batteries est similaire à celle de la pile nickel-cadmium (NiCd), avec les deux types de batterie utilisant le même oxyde d'hydroxyde de nickel (Nion). pourtant, les électrodes négatives en nickel-hydrure métallique utilisent un alliage absorbant l'hydrogène au lieu du cadmium utilisé dans les batteries NiCd

.Batterie NiMH

Les batteries NiMH trouvent une application dans les appareils à forte consommation en raison de leur capacité et de leur densité énergétique élevées.. Une batterie NiMH peut posséder deux à trois fois la capacité d'une batterie NiCd de même taille., et sa densité énergétique peut approcher celle d'une batterie lithium-ion. Contrairement à la chimie NiCd, les batteries basées sur la chimie NiMH ne sont pas sensibles à l'effet « mémoire » que subissent les NiCads.

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des propriétés des batteries basées sur la chimie nickel-hydrure métallique.;

Énergie spécifique: 60-120h/kg
Densité énergétique: 140-300 Wh/L
Pouvoir spécifique: 250-1000 W/kg
Efficacité de charge/décharge: 66% – 92%
Taux d'autodécharge: 1.3-2.9%/mois à 20°C
Cycle Durabilité/vie: 180 -2000
3. Piles lithium-ion

Les batteries lithium-ion sont l'un des types de batteries rechargeables les plus populaires.. On les retrouve dans différents appareils portables, notamment les téléphones portables., appareils intelligents et plusieurs autres appareils à batterie utilisés à la maison. Ils trouvent également des applications dans les applications aérospatiales et militaires en raison de leur légèreté..

Les batteries lithium-ion sont un type de batterie rechargeable dans laquelle les ions lithium de l'électrode négative migrent vers l'électrode positive pendant la décharge et reviennent vers l'électrode négative lorsque la batterie est en charge.. Les batteries Li-ion utilisent un composé de lithium intercalé comme matériau d'électrode, par rapport au lithium métallique utilisé dans les batteries au lithium non rechargeables.

Les batteries lithium-ion possèdent généralement une densité énergétique élevée, peu ou pas d'effet mémoire et faible autodécharge par rapport aux autres types de batteries. Leur chimie ainsi que leurs performances et leur coût varient selon les différents cas d'utilisation, par exemple, Les batteries Li-ion utilisées dans les appareils électroniques portables sont généralement à base d'oxyde de lithium et de cobalt. (LiCoO2) qui offre une densité énergétique élevée et de faibles risques de sécurité en cas de dommage, tandis que les batteries Li-ion à base de phosphate de fer lithium qui offrent une densité énergétique plus faible sont plus sûres en raison d'une probabilité réduite d'événements malheureux et sont largement utilisées pour alimenter les outils électriques et les équipements médicaux.. Les batteries lithium-ion offrent le meilleur rapport performances/poids, la batterie lithium-soufre offrant le rapport le plus élevé..

Certains des attributs des batteries lithium-ion sont répertoriés ci-dessous;

Énergie spécifique: 100: 265W-h/kg
Densité énergétique: 250: 693 W-h/L
Pouvoir spécifique: 250: 340 W/kg
Pourcentage de charge/décharge: 80-90%
Durabilité des cycles: 400: 1200 cycles
Tension nominale des cellules: NMC 3,6/3,85 V
4. Batteries au plomb

Les batteries au plomb sont une bête de somme fiable et peu coûteuse utilisée dans les applications intensives.. Ils sont généralement très gros et, en raison de leur poids, ils sont toujours utilisés dans des applications non portables telles que le stockage d'énergie par panneaux solaires, allumage et éclairage du véhicule, alimentation de secours et nivellement de charge dans la production/distribution d’énergie. Le plomb-acide est le type de batterie rechargeable le plus ancien et il est toujours très pertinent et important dans le monde d’aujourd’hui.. Les batteries au plomb ont des rapports énergie/volume et énergie/poids très faibles, mais elles ont un rapport puissance/poids relativement élevé et peuvent donc fournir d'énormes courants de pointe en cas de besoin.. Ces attributs, ainsi que leur faible coût, rendent ces batteries attrayantes pour une utilisation dans plusieurs applications à courant élevé telles que l'alimentation des démarreurs automobiles et pour le stockage dans des alimentations de secours..