Dans les domaines de l'électronique portable et grand public, les batteries 18650 sont largement utilisées en raison de leur taille standardisée et de leur densité énergétique élevée. Des lampes de poche aux véhicules électriques et aux systèmes de stockage d'énergie domestique, elles sont devenues des composants importants. On peut dire que les batteries 18650 font désormais partie de notre vie quotidienne.
Il est important de comprendre les caractéristiques de base de ces batteries, en particulier l'indicateur de performance clé qu'est la tension, pour garantir les performances et la sécurité de l'appareil. BatteryInt espère donc diffuser les faits sur les tensions des batteries 18650, y compris la définition de la tension, les normes courantes et les impacts sur les performances des batteries, pour aider les consommateurs à mieux savoir comment utiliser les batteries 18650.
Quelle est la tension des batteries 18650 ?
Signification de la tension
La tension est définie comme la différence d'énergie potentielle électrique. C'est-à-dire le travail effectué par une unité de charge se déplaçant d'un point à un autre dans un champ électrique. En termes simples, la tension est la force qui entraîne le flux de charge.
Dans les batteries 18650 , la tension détermine la quantité d'énergie que la batterie peut fournir ainsi que son efficacité de charge et de décharge.
Le rôle de la tension dans les batteries
Plus la tension est élevée, plus une batterie de même capacité peut stocker d'énergie, ce qui permet d'obtenir une puissance de sortie plus importante. L'exemple le plus direct est le suivant : la plupart des batteries 18650, lorsqu'elles sont complètement chargées, atteignent une tension de 4,2 V, ce qui est supérieur à la tension nominale de fonctionnement de 3,6 V ou 3,7 V.
Ces paramètres sont importants pour les techniciens et même les consommateurs qui utilisent des appareils avec des batteries 18650, car ils affectent l'efficacité et la sécurité de fonctionnement de l'appareil. Par exemple, pour les outils électriques ou les véhicules électriques qui nécessitent une source d'alimentation efficace, plusieurs batteries doivent être connectées en série ou en parallèle pour former un pack de batteries 18650 afin de répondre aux besoins en haute tension ou en haute énergie.
La tension commune des batteries 18650
Les batteries 18650 ont une taille standard. De même, leur tension suit également une norme. Bien que différentes batteries 18650 puissent présenter de légères variations en raison de différents matériaux chimiques électrolytiques, elles ont généralement des normes de tension similaires.
La compréhension de ces tensions et de leurs variations est essentielle pour une utilisation et un entretien corrects des batteries.
Normes de tension courantes
La plupart des batteries 18650 ont une tension nominale de 3,6 V ou 3,7 V, ce qui correspond à la tension moyenne dans des conditions de fonctionnement normales. Lorsqu'elles sont complètement chargées, ces batteries atteignent généralement une tension de 4,2 V.
Différences dans les normes de tension selon les matériaux
Batteries lithium-ionEn utilisant de l'oxyde de cobalt et de lithium (LiCoO2) ou de l'oxyde de cobalt et de lithium-nickel-manganèse (NMC) comme matériau de cathode, les batteries lithium-ion ont généralement une densité énergétique et une tension plus élevées. Elles ont une tension nominale de 3,6 V ou 3,7 V et une tension complètement chargée de 4,2 V.
Batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4)Les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) fournissent une tension nominale d'environ 3,2 V et une tension complètement chargée de 3,6 V ou 3,65 V. En tant que tensions relativement plus basses, elles ont souvent une courbe de décharge plus stable et une durée de vie plus longue.
Quels facteurs affectent la tension des batteries 18650 ?
La tension des batteries 18650 est affectée par de nombreux facteurs, notamment la conception de la batterie, les matériaux utilisés et les diverses conditions d'utilisation. La compréhension de ces facteurs peut aider à améliorer les performances de la batterie et à prolonger sa durée de vie.
Composition chimique de la batterie
Le niveau de tension de base de la batterie est principalement déterminé par ses matériaux chimiques. Par exemple, les batteries 18650 au lithium-oxyde de cobalt (LiCoO2) ont généralement une tension nominale de 3,6 V ou 3,7 V, tandis que les batteries 18650 au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) ont une tension nominale de 3,2 V.
Chargement et déchargement
ChargementPendant la charge, la tension de la batterie augmente progressivement jusqu'à atteindre la limite maximale, par exemple 4,2 V. Cela est dû à des réactions chimiques internes et à l'accumulation de charge.
DéchargementLors de la décharge, la tension diminue progressivement car la batterie libère la charge stockée pour être utilisée par des appareils externes.
Environnement de travail
TempératureLes basses températures peuvent augmenter la viscosité de l'électrolyte et la résistance interne, ce qui entraîne une diminution de la tension. Bien que les températures élevées puissent réduire la résistance interne, elles peuvent accélérer le vieillissement de la batterie.
HumiditéL'humidité dans les environnements extrêmement humides peut provoquer des courts-circuits internes dans la batterie, affectant la stabilité de la tension ou même endommager la batterie.
Charge élevéeDans des conditions de charge élevée, la tension de la batterie peut chuter considérablement en raison de l'augmentation de la résistance interne. En effet, lorsque la batterie produit un courant important, son électrolyte interne et ses matériaux d'électrode doivent réagir rapidement, mais la technologie n'est peut-être pas encore à la hauteur de cette vitesse de réponse.
Vieillissement de la batterieÀ mesure que la batterie vieillit, certains changements se produisent à l'intérieur, tels que l'épuisement progressif des matériaux à l'intérieur de la batterie, l'épaississement lent de la couche d'électrolyte solide, les sous-produits produits lors de réactions chimiques et les changements dans la microstructure physique, qui conduisent tous à une baisse de l'efficacité des réactions chimiques.
Surcharge et décharge excessive des batteries 18650
Surcharge
La surcharge se produit lorsque la tension de charge de la batterie dépasse sa limite de conception maximale (par exemple 4,2 V). La surcharge peut augmenter la pression interne, provoquer une surchauffe, endommager la structure interne ou provoquer des réactions chimiques incontrôlées, ce qui présente des risques de sécurité tels que des incendies ou des explosions. De plus, la surcharge accélère la dégradation chimique de la batterie, réduisant ainsi sa durée de vie.
Décharge excessive
La décharge excessive désigne la décharge de la batterie en dessous de son seuil de tension minimum prévu (généralement autour de 2,5 V). Une décharge excessive peut entraîner des modifications permanentes de la structure chimique interne de la batterie, réduisant ainsi sa capacité de charge et sa production d'énergie totale.
Une période prolongée de décharge excessive peut également entraîner l'impossibilité de recharger la batterie ou son arrêt complet de fonctionnement.
Comment éviter la surcharge et la décharge excessive ?
Il existe deux méthodes courantes pour éviter la surcharge et la décharge excessive : utiliser un BMS et utiliser un chargeur intelligent.
Système de gestion de batterie (BMS)
L'ajout d'un système de gestion de batterie (BMS) peut améliorer considérablement la sécurité et les performances de la batterie. Le BMS est un équipement clé conçu pour protéger la batterie, capable de surveiller en temps réel la tension, le courant, la température et d'autres paramètres de performance de la batterie. Il empêche la surcharge et la décharge excessive en coupant automatiquement l'alimentation, garantissant ainsi que la batterie fonctionne dans une plage de tension sûre.
Chargeurs intelligents
L'utilisation d'un chargeur de batterie intelligent adapté aux spécifications de la batterie est également une stratégie efficace pour éviter la surcharge. Les chargeurs intelligents ajustent la stratégie de charge en fonction de l'état réel de la batterie, évitant ainsi de dépasser les limites de charge maximales de la batterie.
Certains chargeurs avancés sont également dotés de fonctions de diagnostic et de réparation automatiques, qui peuvent récupérer automatiquement la charge lorsque la tension de la batterie est trop faible.
Comment entretenir les batteries 18650 ?
Un entretien et des soins appropriés peuvent prolonger la durée de vie et améliorer les performances des batteries 18650. Voici quelques conseils clés pour référence :
Évitez les températures extrêmes
Température de stockage et d'utilisation
Évitez d'utiliser et de stocker les batteries dans des environnements extrêmement chauds ou froids. Des températures trop élevées peuvent accélérer les réactions chimiques dans la batterie et réduire sa durée de vie ; des températures trop basses peuvent réduire la capacité effective de la batterie et l'efficacité de décharge.
Contrôle de l'environnement
Utilisez et stockez la batterie dans un environnement doux dans une plage de température d'environ 20°C à 25°C.
Chargement et déchargement réguliers
Éviter les décharges profondes
Ne déchargez pas complètement la batterie. Si la tension de votre batterie tombe à 3,0 V, il est temps de la charger.
Chargement périodique
Si la batterie n'est pas utilisée pendant une longue période, il est conseillé d'effectuer un cycle de charge-décharge tous les quelques mois pour maintenir l'activité de la batterie.
Nettoyer la batterie et les contacts Nettoyer les contacts
Contacts propres
Il est conseillé de nettoyer régulièrement les contacts de la batterie avec un chiffon doux et propre pour assurer une bonne connectivité. Une petite quantité d'alcool peut être utilisée pour un essuyage doux, mais n'utilisez pas d'eau ou d'autres matériaux conducteurs.
Prévenir la corrosion
Vérifiez la présence de signes de corrosion sur la batterie. Si vous en trouvez, nettoyez la corrosion rapidement pour éviter d'autres dommages.
Utilisez des chargeurs appropriés
Utilisez un chargeur adapté aux batteries 18650, en vous assurant que les paramètres de tension et de courant du chargeur correspondent aux spécifications de la batterie. Vous pouvez également surveiller le processus de charge pour éviter toute surcharge et surchauffe.
