Introduction aux batteries au lithium (pour lampadaires solaires) | Queneng
Les batteries au lithium sont devenues la source d’énergie préférée pourlampadaires solairesen raison de leurhaute densité énergétique, longue durée de vie, conception légère et respect de l'environnement. Par rapport aux batteries plomb-acide traditionnelles, les batteries au lithium offrent une plate-forme de tension plus élevée (3,2–3,7 V), une durée de vie plus longue (jusqu'à 1 500 cycles) et une pollution nulle, ce qui les rend idéales pour les solutions d'éclairage écologiques modernes.
Les types les plus couramment utilisés dans les lampadaires solaires sontLiFePO₄ (phosphate de fer et de lithium)etNCM (Nickel Cobalt Manganèse)batteries, chacune répondant à des exigences de sécurité et de performance différentes. Équipées d'un système intelligentSystème de gestion de batterie (BMS)Les batteries au lithium peuvent fonctionner de manière fiable dans des conditions difficiles telles que des températures élevées, des surcharges et des décharges profondes, garantissant des performances stables à long terme.
1. Structure des batteries au lithium
Danslampadaire solairesystèmes, les batteries au lithium se composent principalement de deux parties : lacellule de batterieet lecarte de circuit de protection(PCM ou BMS — Système de gestion de batterie dans les applications d'alimentation).
- Cellule de batterie– Le « cœur » de la batterie au lithium, comprenant :
- Matériau de la cathode
- Matériau de l'anode
- Électrolyte
- Séparateur
- Coquille ou enveloppe
Danslampadaires solaires, la densité énergétique et l'efficacité de charge/décharge de la cellule ont un impact direct sur la durée d'éclairage et la fiabilité du système. - Circuit de protection (PCM/BMS)– Le « cerveau » de la batterie, responsable de la sécurité et du contrôle :
- CI de protection ou de gestion
- MOSFET
- Résistances et condensateurs
- carte PCB
Danslampadaires solaires à LED, le BMS assure un fonctionnement sûr dans des conditions de température élevée, de surcharge ou de décharge profonde.
2. Avantages et inconvénients des batteries au lithium
✅Principaux avantages
- Plateforme haute tension(généralement 3,2 V à 3,7 V)
- Haute densité énergétique– Compact et léger, idéal pour les boîtiers d’éclairage solaire
- Longue durée de vie– Dure souvent de 5 à 8 anséclairage solaireapplications
- Respectueux de l'environnement– Pas de pollution par les métaux lourds, conforme aux principes d’énergie verte de l’éclairage solaire
❌Limites
- Coût plus élevé (mais toujours rentable pour les applications solaires)
- Plage de température de fonctionnement optimale plus étroite (0~45°C recommandé)
- Nécessite un circuit de protection pour la sécurité dans les environnements extérieurs
🔍Comparaison avec d'autres types de batteries
|
Paramètre |
plomb-acide |
Ni-Cd |
Ni-MH |
Lithium (pour lampadaires solaires) |
|
Tension nominale (V) |
2.0 |
1.2 |
1.2 |
3,2 / 3,6 / 3,7 |
|
Densité énergétique (Wh/kg) |
25–30 |
40–45 |
60–65 |
120–200 |
|
Température de fonctionnement (°C) |
-40~70 |
-20~60 |
-20~45 |
0~45 |
|
Durée de vie du cycle (fois) |
200–300 |
500 |
1000 |
500–1500 |
|
Coût de la batterie (RMB/Wh) |
0,6–1,0 |
2,0–2,6 |
2,5–3,8 |
2,0–3,5 |
|
Adapté aux lampes solaires |
Faible coût mais courte durée de vie |
Rarement utilisé |
Facultatif |
Privilégié pour ses performances et sa durée de vie |
3. Classification des batteries au lithium (pour l'éclairage public solaire)
Les batteries au lithium sont classées selon plusieurs facteurs, dont beaucoup sont directement liés àbatterie de lampadaire solairesystèmes:
▶Par Rechargeabilité :
- Primaire (non rechargeable)– Ne convient pas à l’éclairage solaire
- Secondaire (rechargeable)– Largement utilisé dans les lampadaires solaires et les systèmes de stockage d’énergie
▶Par forme :
- Batteries prismatiques– Utilisé dans les conceptions d’éclairage solaire minces ou compactes
- Piles cylindriques (par exemple, 18650)– Courant dans les installations d’éclairage public solaire modulaire
▶Par matériau de boîtier :
- coque en aluminium– Durable pour les applications solaires extérieures
- Soft-pack (polymère)– Léger, utilisé dans les lampes solaires portables ou de jardin
▶Par la chimie de la cathode :
- Phosphate de fer et de lithium (LiFePO₄)–
Le plus courant danssystèmes de batteries au lithium pour lampadaires solaires, connu pour sa grande sécurité, sa longue durée de vie et sa résistance à la chaleur - Lithium ternaire (NCM/NCA)– Densité énergétique plus élevée, adaptée aux besoins d’éclairage de longue durée
▶Par type d'électrolyte :
- Batteries lithium-ion (LIB)– Standard dans la plupart des produits d’éclairage solaire
- Batteries lithium-polymère (PLB)– Idéal pour les conceptions ultra-minces
▶Par application :
- Électronique grand public
- Batteries d'alimentation– par exemple, lampadaires solaires, surveillance solaire et systèmes d’éclairage hybrides
▶Par fonctionnalité de performance :
- Haute capacité– Pour des heures d’éclairage nocturne prolongées
- Variantes de température élevée / basse– Pour les environnements extrêmes (désert, régions alpines)
- Débit de décharge élevé– Convient aux lampes solaires intelligentes avec capteurs ou LED déclenchées par le mouvement
-
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FAQ
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Quelles sont les raisons possibles pour lesquelles les batteries et les packs de batteries ne peuvent pas être déchargés ?
2) Charge insuffisante ou absence de charge ;
3) La température ambiante est trop basse ;
4) L'efficacité de la décharge est faible. Par exemple, lorsqu'un courant important est déchargé, une batterie ordinaire ne peut pas décharger l'électricité, car la vitesse de diffusion du matériau interne ne peut pas suivre la vitesse de réaction, ce qui entraîne une chute brutale de la tension.
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Réaction positive : Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O-e-
Réaction négative : M+H2O +e-→ MH+ OH-
Décharge de la batterie nickel-hydrure métallique :
Réaction du pôle positif : NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
Réaction négative : MH+OH- → M+H2O+e-
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