Batterie 21700 : Le Futur de l’Energie Mobile
La batterie 21700 représente une avancée majeure dans le monde des batteries lithium-ion. Plus récente et de plus grande capacité que la batterie 18650, elle s’est imposée comme une solution énergétique incontournable pour les véhicules électriques et les vélos électriques. Développée conjointement par Tesla Inc. et Panasonic, cette batterie se distingue par sa densité d’énergie élevée et son coût relativement faible, ce qui en fait une option privilégiée pour la production de masse.
Avantages Spécifiques des Batteries Lithium-Ion
Les batteries lithium-ion offrent plusieurs avantages distincts. Le plus notable est leur haute tension cellulaire, leur densité d’énergie élevée et l’absence d’effet mémoire. Ces batteries sont largement utilisées dans divers appareils comme les ordinateurs portables, les outils sans fil, certains véhicules électriques, les trottinettes électriques, la majorité des vélos électriques, les banques d’alimentation portables et les lampes de poche à LED.
Réaction Globale et Composition
La réaction globale durant la décharge d’une batterie lithium-ion est : C6Li + CoO2 ⇄ C6 + LiCoO2. La batterie est composée de cellules où les ions lithium se déplacent de l’anode à travers un électrolyte vers la cathode pendant la décharge, et inversement lors de la charge. La cathode est généralement faite d’un composé de lithium intercalé, tandis que l’anode est souvent en graphite lithié poreux. L’électrolyte peut être liquide, polymère ou solide, et le séparateur est poreux pour permettre le transport des ions lithium tout en empêchant les courts-circuits et la surchauffe.
Dimensions et Poids de la Batterie 21700
Les batteries 21700 ont un diamètre nominal de 21,0 mm et une hauteur totale de 70,0 mm, offrant une capacité typique de 4000 à 5000 mAh. Leur taille plus grande par rapport aux batteries 18650 (65 mm de long et 18 mm de diamètre) permet une capacité accrue et une plus grande puissance.
Batteries Lithium-ion vs Lithium Polymère
Les batteries lithium-polymère (LiPo) se différencient des batteries lithium-ion par leur utilisation d’un électrolyte polymère gel au lieu d’un électrolyte liquide. Les LiPo offrent des énergies spécifiques plus élevées, ce qui les rend idéales pour des applications où le poids est un facteur clé, comme dans les appareils mobiles, les drones et certains véhicules électriques.
Comparaison des Caractéristiques
Pour comparer les batteries, il est important de considérer plusieurs paramètres tels que la tension cellulaire, la tension de coupure, la capacité, le taux de décharge (C-rate) et l’auto-décharge. Les batteries Li-ion ont généralement une tension nominale de 3,8 V, une tension de coupure minimale d’environ 3,2 V et une capacité de 4000 à 5000 mAh pour le modèle 21700. Leur taux d’auto-décharge est relativement faible, mais elles nécessitent une électronique de surveillance pour éviter la surcharge et la décharge profonde.
Dégradation et Cycle de Vie
La dégradation des batteries lithium-ion survient à chaque cycle de charge-décharge. Cette dégradation peut être due à la migration de l’électrolyte loin des électrodes ou à la détérioration du matériau actif. Les batteries LiFePO4, utilisées notamment dans les véhicules électriques, offrent une durée de vie de cycle supérieure, allant de 2700 à plus de 10 000 cycles selon les conditions.
Autres Types de Batteries
En plus des batteries lithium-ion et lithium-polymère, il existe divers autres types de batteries utilisées pour différentes applications. Parmi celles-ci, on trouve les batteries alcalines, les batteries au lithium métal, les batteries NiMH et les batteries au plomb-acide, chacune ayant des caractéristiques spécifiques en termes de taille, de chimie, d’application et de tension.
