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Pourquoi les batteries au lithium perdent-elles de leur capacité avec le temps ? | Causes et solutions | Huawen New Power
Pourquoi les batteries au lithium perdent-elles leur capacité au fil du temps ?
Les batteries au lithium sont essentielles au stockage d'énergie moderne, alimentant tout type d'équipement, des smartphones aux véhicules électriques. Cependant, au fil du temps, leur capacité diminue en raison de modifications chimiques et mécaniques. Comprendre ces processus permet aux utilisateurs et aux fabricants d'optimiser les performances des batteries et d'en prolonger la durée de vie.
Principales raisons de la perte de capacité des batteries au lithium
1. Croissance de l'interphase d'électrolyte solide (SEI)
La couche SEI se forme sur l'anode lors de la première charge. Au fil du temps, elle s'épaissit, consommant du lithium actif et réduisant la capacité. Des études montrent que la croissance de la couche SEI contribue à hauteur de 20 à 40 % à la perte de capacité totale après 500 cycles.
2. Placage au lithium
À basse température ou à des taux de charge élevés, le lithium métallique peut se déposer sur l'anode, réduisant ainsi le lithium disponible et augmentant le risque de court-circuit.
3. Dégradation de la cathode
Des cycles répétés modifient la structure de la cathode (par exemple, NMC, LFP). La dissolution des métaux de transition réduit l'efficacité. Les cathodes à haute teneur en nickel peuvent perdre environ 15 % de leur capacité en 1 000 cycles à des températures élevées.
4. Décomposition des électrolytes
Les températures élevées et les surtensions accélèrent la dégradation de l'électrolyte, augmentant ainsi l'impédance des cellules. Une utilisation continue à plus de 45 °C double presque le taux de perte de capacité.
5. Contraintes mécaniques et microfissures
L'expansion et la contraction des matériaux des électrodes provoquent des microfissures, isolant le matériau actif et réduisant la capacité.
Facteurs accélérant la perte de capacité
| Facteur | Impact sur la batterie | Recommandation |
|---|---|---|
| Haute température (> 45 °C) | Croissance accélérée du SEI et dégradation des électrolytes | Fonctionne entre 15 et 30 °C |
| Décharge profonde (DoD > 90 %) | Stress des électrodes et vieillissement plus rapide | Maintenir le DoD entre 20 et 80 % |
| Charge rapide (> 2C) | Risque accru de placage au lithium | Utilisez des taux de charge modérés |
| Charge à basse température (< 0 °C) | Placage au lithium sévère | Préchauffer avant de charger |
Perte de capacité vs. cycle de vie
Comment ralentir la perte de capacité
- Maintenez l’état de charge de la batterie entre 20 et 80 % pour une utilisation quotidienne.
- Conserver dans un endroit frais et sec ( 15–25°C idéal).
- Utilisez un système de gestion de batterie (BMS) robuste.
- Choisissez des packs de qualité auprès de fabricants de confiance comme Huawen New Power .
Dongguan Huawen nouvelle puissance Co., Ltd. est un fabricant professionnel de batteries au lithium intégrant R&D, production et ventes. La société a été créée en 2015 et est située dans la ville de Dongguan, GUA.