Packs de piles au lithium polymère (Li-Poly)

La cellule lithium-polymère se différencie des systèmes de batteries classiques par le type d'électrolyte utilisé. Le design original, datant des années 1970, utilise un électrolyte polymère solide sec. Cet électrolyte ressemble à un film plastique qui ne conduit pas l'électricité mais permet l'échange d'ions (les ions sont des atomes chargés électriquement ou des groupes d'atomes). L'électrolyte polymère remplace le séparateur poreux traditionnel, qui est imbibé d'électrolyte.

La conception en polymère sec offre des simplifications en ce qui concerne la fabrication, la robustesse, la sécurité et la géométrie à profil mince. Avec une épaisseur de cellule mesurant à peine un millimètre, les concepteurs d'équipements sont laissés à leur propre imagination en termes de forme et de taille.

Malheureusement, le lithium-polymère sec souffre d'une mauvaise conductivité. La résistance interne est trop élevée et ne peut pas fournir les rafales actuelles nécessaires pour alimenter les dispositifs de communication modernes et faire tourner les disques durs des équipements informatiques mobiles. Le chauffage de la cellule à 60°C et plus augmente la conductivité, une exigence qui ne convient pas aux applications portables.

Un compromis et d'ajouter un électrolyte gélifié. Les cellules commerciales utilisent une membrane séparateur/électrolytique préparée à partir du même séparateur en polyéthylène ou polypropylène poreux traditionnel rempli d'un polymère, qui se gélifie lors du remplissage avec l'électrolyte liquide. Ainsi, les cellules de polymère lithium-ion du commerce sont très similaires en chimie et en matériaux à leurs contreparties d'électrolyte liquide.

Le lithium-ion-polymère n'a pas rattrapé son retard aussi rapidement que certains analystes l'avaient prévu. Sa supériorité par rapport aux autres systèmes et ses faibles coûts de fabrication n'ont pas été atteinds. Aucune amélioration des gains de capacité n'est obtenue - en fait, la capacité est légèrement inférieure à celle de la batterie lithium-ion standard. Lithium-ion-polymère trouve son créneau de marché dans des géométries minces comme des batteries pour cartes de crédit et d'autres applications.

 

Avantages du Lithium Polymère

• Profil très bas - les batteries ressemblant au profil d'une carte de crédit sont réalisables.
• Facteur de forme flexible - les fabricants ne sont pas liés par des formats standards. Avec un volume élevé, toute taille raisonnable peut être produite économiquement.
• Les électrolytes légers et gélifiés permettent un emballage simplifié en éliminant la coquille métallique.
• Sécurité accrue - plus résistant aux surcharges ; Moins de risque de fuite d'électrolyte.

  Limites de la technologie des batteries au lithium-polymère

  • Densité d'énergie plus faible et diminution du nombre de cycles par rapport au lithium-ion.
  • Cher à fabriquer.
  • Pas de taille standard. La plupart des cellules sont produites pour des marchés de consommation à volume élevé
  • Ratio coût-énergie plus élevé que le lithium-ion

   

  Restrictions sur la teneur en lithium pour le transport aérien

  Les voyageurs aériens posent la question : " Combien de lithium dans une batterie ai-je le droit d'embarquer ? " Nous distinguons deux types de batteries : le lithium métal et le lithium-ion.

  La plupart des batteries au lithium métal ne sont pas rechargeables et sont utilisées dans les appareils photo argentiques. Les packs Lithium-ion sont des ordinateurs portables, des téléphones cellulaires et des caméscopes rechargeables. Les deux types de batteries, y compris les packs de rechange, sont autorisés en cabine mais ne peuvent pas dépasser la teneur en lithium suivante :

  • 2 grammes pour les batteries lithium-métal ou alliage de lithium
  • 8 grammes pour lithium-ion batteries
  • Les batteries lithium-ion de plus de 8 grammes mais n'excédant pas 25 grammes peuvent être transportées dans des bagages à main si elles sont protégées individuellement contre les courts-circuits et sont limitées à deux batteries de rechange par personne.

  Comment connaître le contenu en lithium d'une batterie lithium-ion ? D'un point de vue théorique, il n'y a pas de lithium métallique dans une batterie lithium-ion typique. Il existe cependant une teneur équivalente en lithium qui doit être prise en compte. Pour une cellule lithium-ion, elle est calculée à 0,3 fois la capacité nominale (en ampères-heures).

  Exemple : Une cellule Li-ion 2Ah 18650 contient 0,6 grammes de lithium. Sur une batterie d'ordinateur portable typique de 60 Wh avec 8 cellules (4 en série et 2 en parallèle), cela représente 4,8g. Pour rester sous la limite de 8 grammes de l'ONU, la plus grande batterie que vous pouvez emmener est de 96 Wh. Ce pack pourrait inclure des cellules de 2,2 Ah dans un arrangement de 12 cellules (4s3p). Si la cellule 2,4Ah était utilisée à la place, le pack devrait être limité à 9 cellules (3s3p).

   

  Restrictions à l'expédition des batteries au lithium-ion

  Toute personne livrant des batteries lithium-ion en vrac est tenue de respecter les règlements de transport. Cela s'applique aux envois nationaux et internationaux par voie terrestre, maritime et aérienne.

  Les piles au lithium-ion dont la teneur en lithium équivalente dépasse 1,5 grammes ou 8 grammes par batterie doivent être expédiées en tant que « matières dangereuses diverses de classe 9 ». La capacité de la cellule et le nombre de cellules dans un pack déterminent la teneur en lithium.

  Exception est donnée aux emballages contenant moins de 8 grammes de lithium. Si, toutefois, un envoi contient plus de 24 piles au lithium ou 12 piles au lithium-ion, des marques spéciales et des documents d'expédition seront requis. Chaque emballage doit être marqué comme contenant des piles au lithium.

  Toutes les batteries lithium-ion doivent être testées conformément aux spécifications détaillées dans le numéro ONU 3090, indépendamment de la teneur en lithium (Manuel d'épreuves et de critères de l'ONU, partie III, sous-section 38.3). Cette précaution protège contre l'envoi de batteries défectueuses.

  Cellules & batteries doivent être séparées pour éviter le court-circuit et emballées dans des caisses.