Lorsqu’on envisage des dispositifs de stockage d’énergie solaire, les gens sont généralement confrontés au problème de savoir quel type de batterie doit être sélectionné. Les choix les plus courants aujourd'hui sont batteries au plomb contre batteries lithium-ion, et pour vous aider à décider, cet article comparera les caractéristiques de la batterie au lithium par rapport à la batterie au plomb et répondra à quelques questions fréquemment posées.
Table des matières
Présentation de la batterie au lithium et de la batterie au plomb
batterie au lithium
Les batteries lithium-ion sont constituées de lithium métal, dans lequel des composés de lithium sont utilisés comme électrolytes entre les électrodes positives et négatives. Il est couramment utilisé dans les appareils électroniques portables, véhicules électriques et systèmes de stockage d'énergie.
Batterie au plomb
Les batteries au plomb sont fabriquées à partir de plomb et constituent un type de batterie traditionnel dans lequel l'électrolyte entre les électrodes positives et négatives est de l'acide sulfurique.. Ils sont largement utilisés dans l'automobile, Systèmes UPS et applications d’énergie solaire.
Comment fonctionnent les batteries au plomb et les batteries au lithium-ion?
Comment fonctionnent les batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion stockent et libèrent de l'énergie en déplaçant les ions lithium entre les électrodes positives et négatives.. Pendant la charge, les ions lithium s'écoulent de l'électrode positive (composé de lithium) à l'électrode négative (matériau en carbone ou en silicium). Pendant la décharge, les ions lithium passent de l'électrode négative à l'électrode positive. Cette réaction est obtenue par conduction ionique dans l'électrolyte.
Comment fonctionnent les batteries au plomb
Une batterie au plomb est une batterie qui stocke et libère de l'énergie grâce à une réaction chimique entre le plomb et le dioxyde de plomb.. Pendant le processus de chargement, un courant électrique traverse la batterie et oxyde le plomb présent dans la solution plomb-acide en dioxyde de plomb (positif) et du plomb pur (négatif). Pendant le processus de décharge, l'oxyde de plomb dans la solution d'acide plomb réagit avec le plomb pur, libérer des électrons et générer un courant électrique. Les batteries au plomb et les batteries lithium-ion utilisent un processus similaire, mais le matériel est différent.
Différence entre les batteries au plomb et les batteries au lithium-ion
Les matériaux utilisés
Les batteries au plomb et au lithium-ion fonctionnent essentiellement de la même manière, la différence étant les matériaux utilisés comme cathodes, anodes, et électrolytes. Les batteries au plomb utilisent le plomb comme anode, oxyde de plomb comme cathode, et l'acide sulfurique comme électrolyte. Les batteries lithium-ion utilisent du carbone comme anode, oxyde de lithium comme cathode, et du sel de lithium comme électrolyte.
Durée de vie
La durée de vie de la batterie fait référence au nombre de cycles de charge et de décharge qu'une batterie peut effectuer sans affecter ses performances.. La durée de vie des batteries lithium-ion est généralement 5000 fois, et une décharge complète n'affecte pas la durée de vie. Les batteries au plomb peuvent durer 300 à 500 cycles, et une décharge complète affectera leur cycle de vie. Donc, sur la durée de vie des deux, les batteries lithium-ion sont plus rentables.
Coût
Les batteries au plomb ont généralement un prix d'achat et un coût d'installation inférieurs à ceux des batteries lithium-ion.. Mais les batteries lithium-ion durent plus longtemps que les batteries au plomb, les batteries au plomb ne sont donc plus rentables que le lithium-ion dans les applications à court terme, et les batteries lithium-ion sont généralement un choix plus avantageux.
Capacité de la batterie
La capacité de la batterie fait référence à la quantité d'énergie stockée dans une batterie par unité de volume, et tandis que les chiffres de capacité varient selon le modèle de batterie et le fabricant, Il a été bien documenté que la technologie des batteries lithium-ion a une densité énergétique nettement supérieure à celle des batteries au plomb..
Les batteries lithium-ion typiques ont une capacité allant de quelques centaines de mAh à quelques milliers de mAh., et les batteries au plomb typiques ont généralement une capacité allant de plusieurs dizaines d'ampères (Ah) à des centaines d'ampères (Ah). Par conséquent, les batteries lithium-ion ont généralement une capacité de batterie plus élevée et sont capables de stocker plus d'énergie dans une batterie de même taille, ce qui les rend plus avantageux dans les applications nécessitant une densité énergétique élevée.
Profondeur de décharge (DOD)
La profondeur de décharge d’une batterie indique le pourcentage de batteries capables d’épuiser de l’énergie en toute sécurité sans endommager la batterie., les batteries lithium-ion typiques peuvent se décharger en toute sécurité 80 à 90 pour cent de leur capacité nominale, tandis que les batteries au plomb sont recommandées pour limiter la décharge à environ 50 pour cent de leur capacité nominale pour garantir des performances et une longévité optimales.
Par conséquent, le lithium-ion a une plage de profondeurs de décharge plus large que les batteries au plomb, ce qui signifie que vous pouvez utiliser les batteries lithium-ion plus longtemps et sans les recharger, et les batteries lithium-ion modernes fabriquées aujourd'hui sont plus efficaces, avec le ministère de la Défense 100%.
Efficacité
L'efficacité est un point de comparaison clé lorsque l'on considère les batteries lithium-ion par rapport aux batteries au plomb., avec des batteries plus efficaces qui se chargent plus rapidement, et similaire à la profondeur de décharge, une augmentation de l'efficacité signifie que la capacité effective de la batterie est plus élevée.
La plupart des batteries lithium-ion ont une efficacité de 95% ou plus, en raison de la résistance interne élevée, les batteries au plomb produiront une certaine quantité de chaleur et de perte d'énergie pendant la charge et la décharge, et l'efficacité des batteries au plomb est d'environ 80-85%.
Densité énergétique
Densité énergétique = (tension nominale de la batterie (V) x capacité nominale de la batterie (Ah)) ÷ poids de la batterie
Les batteries lithium-ion ont généralement une densité énergétique plus élevée et sont donc capables de stocker plus d'énergie pour le même volume ou poids..
Les batteries au plomb ont généralement une densité énergétique plus faible, ils stockent donc moins d'énergie pour le même volume ou le même poids et peuvent nécessiter plus d'espace et de poids pour atteindre la même puissance de sortie.
Durabilité
La durabilité d'une batterie dépend de sa durée de vie. Les batteries au plomb peuvent durer jusqu'à 2 ans si bien entretenu, c'est, facturé après 50% utiliser, et seulement 350 cycles ou un an si complètement vidé ou plus de 80%. Les batteries au plomb ont un taux d'autodécharge plus élevé, ils peuvent donc perdre leur charge s'ils sont stockés pendant une longue période et doivent être rechargés périodiquement pour maintenir leurs performances.
Les batteries lithium-ion sont garanties 10 années et dernière 10,000 cycles. Les batteries lithium-ion ont généralement un taux d'autodécharge inférieur, donc lorsqu'il est stocké pendant une longue période, ils peuvent rester chargés pendant une période plus longue sans avoir besoin d'une recharge fréquente.
Temps de charge
Les batteries au lithium-ion peuvent se charger huit fois plus rapidement que les batteries au plomb. Dans les mêmes conditions de capacité, si la batterie au plomb prend plus de 10 heures pour charger, la batterie lithium-ion peut alors être chargée en moins de trois heures.
Sécurité
Qu'il s'agisse d'une batterie au plomb ou d'une batterie lithium-ion, une surcharge peut provoquer une explosion. L'acide sulfurique contenu dans les batteries au plomb est très corrosif et présente un risque de fuite., qui peut produire de l'hydrogène et de l'oxygène en cas de surcharge, conduisant à une explosion. Dans les batteries lithium-ion, le potentiel d'emballement thermique est élevé. L'emballement thermique est une condition qui se produit lorsque la chaleur générée à l'intérieur d'une batterie dépasse la chaleur émise dans l'environnement., déclenchant potentiellement une explosion de la batterie.
Donc, qu'il s'agisse d'une batterie lithium-ion ou d'une batterie au plomb, cela nécessite une bonne manipulation, installation et maintenance pour garantir un fonctionnement sûr.
Lors du choix entre les batteries lithium-ion et plomb-acide, des exigences de sécurité spécifiques et des stratégies d'atténuation des risques doivent être envisagées pour répondre aux besoins du scénario d'application prévu.
Application
Application de batterie lithium-ion
- Appareils mobiles: Les batteries au lithium sont largement utilisées sur le marché des appareils mobiles, comme les smartphones, comprimés, ordinateurs portables et appareils audio portables, parce qu'ils sont légers, efficaces et ont une densité énergétique élevée.
- Véhicules électriques: Véhicules tels que les voitures électriques, les vélos et scooters électriques ont adopté les batteries au lithium comme principale source d'énergie en raison de leur haute densité énergétique, longue durée de vie et caractéristiques de charge rapide.
- Électronique domestique: Électronique domestique, comme les drones, appareils intelligents pour la maison, et alimentations portables, ont également largement adopté la technologie des batteries au lithium car elles peuvent offrir de longues durées de service et des performances stables.
Application de batterie au plomb
- Automobiles et motos: Les véhicules et motos traditionnels à moteur à combustion interne utilisent souvent des batteries au plomb comme batteries de démarrage en raison de leur faible coût et de leur fiabilité..
- UPS (Alimentation sans interruption) : Les batteries au plomb sont largement utilisées dans les systèmes UPS pour fournir une alimentation de secours temporaire afin de garantir que l'équipement continue de fonctionner en cas de panne de courant ou de panne de réseau..
- Systèmes de stockage d'énergie solaire: Dans certains petits systèmes solaires à faible coût, les batteries au plomb sont également utilisées pour stocker l’énergie solaire pour une utilisation ultérieure.
En bref, les batteries au lithium ont une large gamme d'applications dans les appareils mobiles, véhicules électriques et appareils électroniques ménagers et autres domaines, en raison de sa haute densité énergétique et de sa longue durée de vie, adapté aux scénarios avec des exigences élevées en matière de performances et de poids volumétrique.
En revanche, les batteries au plomb sont principalement utilisées dans les batteries de démarrage de véhicules traditionnelles, Systèmes UPS et certains petits systèmes de stockage d'énergie solaire, adapté aux applications sensibles aux coûts et aux scénarios avec des exigences de faible densité énergétique.
Conclusion
Comme pour tout achat important, comme l'énergie solaire et les batteries (en couple ou seul), vous devez considérer vos options. Tu peux contacter GYCX Solaire pour obtenir un devis clé en main pour votre installation solaire auprès d'un installateur solaire local présélectionné. Si vous souhaitez associer le stockage sur batterie à votre système, vous pouvez cliquer ici pour obtenir un devis maintenant. Même si les installateurs solaires n’installent pas eux-mêmes les batteries, ils peuvent concevoir des systèmes de panneaux solaires afin que vous puissiez ajouter des batteries plus tard.
