La charge rapide devient une tendance de l’industrie, introduisant cinq types de matériaux d’anode à charge rapide
Avec les progrès de la technologie des batteries de puissance, l’autonomie des véhicules à énergie nouvelle a été considérablement améliorée et le problème de l’anxiété liée à la durée de vie de la batterie s’est progressivement atténué. En plus de la durée de vie de la batterie, l’anxiété liée à la charge est un autre problème auquel les véhicules à énergie nouvelle doivent faire face. Le niveau d’efficacité de charge affecte directement l’expérience de la voiture.
La réduction du temps de charge est l’une des clés pour améliorer la puissance de la marque et l’expérience utilisateur des véhicules à énergies nouvelles. Certains analystes estiment qu’avec l’augmentation rapide du taux de pénétration des véhicules à énergies nouvelles, la concurrence des constructeurs automobiles deviendra plus profonde et plus diversifiée, et l’avancement de la technologie de charge rapide et l’amélioration de l’efficacité de la reconstitution énergétique sont également devenus le prochain débouché de la chaîne de l’industrie des véhicules à énergies nouvelles.
1. Qu’est-ce que la charge rapide ?
La charge des véhicules à énergies nouvelles est divisée en charge lente AC et charge rapide DC. Afin d’obtenir une « charge rapide », il est nécessaire de s’appuyer sur une charge rapide en courant continu. L’indicateur qui détermine le taux de charge est la puissance de charge. Il n’y a pas de réglementation claire sur la charge à haute puissance dans l’industrie, qui est un terme large de l’industrie. De manière générale, une puissance de charge supérieure à 125 kW est une puissance élevée.
La charge rapide de la batterie d’alimentation est l’utilisation d’une charge haute puissance. Les batteries de puissance leaders du marché peuvent déjà prendre en charge le taux de charge 2C (le taux de charge est une mesure de la vitesse de charge, taux de charge = courant de charge/capacité nominale de la batterie). De manière générale, la charge 1C peut charger complètement le système de batterie en 60 minutes, et 4C signifie que la batterie peut être complètement chargée en 15 minutes. Le taux de charge-décharge détermine le taux de réaction de désintercalation du lithium de la cellule de batterie, et il s’accompagne également de différents degrés de génération de chaleur ou d’évolution du lithium. Plus le taux est élevé, plus l’évolution du lithium et la génération de chaleur sont importantes.
2. L’électrode négative est le facteur décisif pour la charge rapide des batteries
Les batteries à charge rapide doivent être changées et mises à niveau dans les matériaux de la batterie pour améliorer les performances de charge rapide de la batterie, ce qui est similaire à l’effet baril. La planche courte est l’électrode négative, qui est le facteur déterminant pour le taux de charge de la batterie.
L’électrode négative a un impact plus fort sur la charge rapide que l’électrode positive. Plusieurs études ont montré que la dégradation de la cathode et la croissance du film CEI de la cathode n’ont aucun effet sur la charge rapide des batteries Li-ion classiques. Les facteurs affectant le dépôt de lithium et la structure du dépôt (précipitation du lithium) comprennent : ① le taux de diffusion des ions lithium dans l’anode ; ② le gradient de concentration de l’électrolyte à l’interface anodique ; et ③ réactions secondaires à l’interface électrode/électrolyte.
3. Quels sont les matériaux d’électrode négative pour une charge rapide ?
Matériau graphite
Matériau à base de silicium
Matériau en carbone dur
Matériau de titanate de lithium
Matériau de base en aluminium
L’Institut de technologie avancée de Shenzhen, de l’Académie chinoise des sciences, a récemment fait état des dernières réalisations dans les matériaux d’anode composites à base d’aluminium. La feuille d’aluminium est à la fois une électrode négative et un collecteur de courant. Les ions lithium se déplacent à la surface de l’électrode négative de la feuille d’aluminium, qui peut rapidement former un alliage aluminium-lithium ; lors de la décharge, les ions lithium peuvent être facilement extraits de l’alliage aluminium-lithium, qui présente l’avantage inhérent d’une charge rapide. Selon les rapports, la batterie du produit de cette réalisation peut être complètement chargée en 20 minutes. Si la feuille d’aluminium composite est utilisée comme électrode négative à charge rapide, elle présente de grands avantages en termes de contrôle des coûts, de préparation à grande échelle et stable, etc.
Avec le développement rapide de la technologie des batteries au lithium, la densité énergétique des batteries a été considérablement améliorée et la demande de réduction du temps de charge sur le marché des batteries de puissance augmente également. La technologie de charge rapide est devenue une tendance importante dans le développement de la technologie des batteries au lithium ces dernières années. Avec l’amélioration continue des matériaux de batterie, la charge rapide pourrait devenir une nouvelle compétition dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle, et l’application de la technologie de charge rapide sera plus étendue à l’avenir.