quel type de batterie est le meilleur pour un VTT

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quel type de batterie est le meilleur pour un VTT

Les VTT peuvent avoir le choix entre différents types de batteries. Voici plusieurs types courants de batteries de VTT :

  • Batterie au plomb La batterie au plomb comporte des électrodes principalement constituées de plomb et de son oxyde, et l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique. Dans un état déchargé, l'électrode positive est principalement composée de dioxyde de plomb et l'électrode négative est principalement composée de plomb. À l’état chargé, les électrodes positives et négatives sont principalement composées de sulfate de plomb. La tension nominale d'une seule cellule de batterie au plomb est de 2,0 V, capable de se décharger jusqu'à 1,5 V et de se charger jusqu'à 2,4 V. Dans les applications pratiques, il est courant de connecter six cellules simples en série pour former une batterie au plomb nominale de 12 V. Il existe également des configurations telles que 24V, 36V, 48V, etc.

Avantages :

(1) Tension plus élevée.

(2) Faible coût.

(3) Adapté à la réalisation de batteries de capacités allant de 1 Ah à plusieurs milliers d'Ah, avec des structures diverses.

(4) Bonnes performances de décharge à haut débit, adaptées au démarrage du moteur.

(5) Bonnes performances à hautes et basses températures, opérationnel dans la plage de -40 à 60°C.

(6) L'efficacité énergétique peut atteindre 60 %.

(7) Facile à utiliser pour la recharge flottante, sans effet « mémoire ».

(8) Facile à identifier l'état chargé (l'état chargé reflète la capacité restante de la batterie).

Désavantages:

(1) Densité d'énergie plus faible, ce qui entraîne une autonomie plus courte par charge unique.

(2) Durée de vie courte, coût d’utilisation élevé.

(3) Temps de charge long.

(4) Le plomb est un métal lourd responsable de la pollution de l’environnement.

  • Batterie au lithium Les batteries au lithium sont un type de batterie qui utilise du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau d'électrode positive/négative et une solution électrolytique non aqueuse. En raison de la nature hautement réactive du lithium métallique, son traitement, son stockage et son utilisation imposent des exigences environnementales élevées. Avec le développement de la science et de la technologie, les batteries au lithium sont devenues courantes.

Avantages :

  1. Haute densité énergétique : la densité énergétique volumétrique et gravimétrique peut atteindre respectivement 450 Wh/dm^3 et 150 Wh/kg, et elle s'améliore continuellement.
  2. Tension élevée d'une seule cellule : environ 3,6 V, avec une tension de charge généralement d'environ 4,2 V et une tension de terminaison de décharge non inférieure à 2,5 V.
  3. Faible taux d'autodécharge : 5 % à 10 % par mois, soit moins de la moitié des batteries nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique, sans effet mémoire et performances de cyclage supérieures.
  4. Puissance de sortie élevée
  5. Large plage de températures de fonctionnement : peut fonctionner normalement entre -20 °C et 80 °C.
  6. Longue durée de vie : la durée de vie est plus de 2000 fois. Dans des conditions similaires, les batteries au lithium peuvent être utilisées pendant 7 à 8 ans.
  7. Utilisation sûre : les batteries au lithium sont soumises à des tests de sécurité rigoureux et n'explosent pas même en cas d'accident de la route.
  8. Grande capacité des batteries au lithium
  9. Pas d'effet mémoire dans les piles au lithium
  10. Respectueuses de l'environnement : les batteries au lithium sont vertes, non toxiques, non polluantes, disposent de sources de matières premières largement répandues et sont rentables.

Désavantages:

  1. Coût élevé
  2. Nécessite un circuit de protection spécial pour éviter la surcharge ou la décharge excessive.
  3. Mauvaise compatibilité avec les batteries ordinaires, car les batteries lithium-ion peuvent devoir remplacer trois batteries ordinaires (3,6 V) dans certains cas.
  4. Mauvaises performances à basse température des batteries au lithium.

Les batteries de VTT au lithium en valent-elles la peine ?

Certes, comparativement, les batteries au lithium sont plus adaptées aux VTT (véhicules tout-terrain) que les batteries au plomb.

  1. Densité d'énergie: Dans le cas de batteries de même poids, les batteries au lithium ont une efficacité de décharge plus élevée et une meilleure endurance. Sur la base des tendances actuelles du marché, les consommateurs sont davantage préoccupés par les modèles à forte endurance. Les batteries au lithium ont donc un avantage sur les batteries au plomb à cet égard.

  2. Durée de vie: Les batteries au lithium ont des niveaux de sécurité élevés et restent sûres dans des conditions défavorables telles que la perforation, le court-circuit et la compression sans déformation. Ils présentent de bonnes performances en température et peuvent maintenir leur durée de vie même à des températures élevées. Par conséquent, les batteries au lithium ont une durée de vie plus longue que les batteries au plomb.

  3. Sécurité: Les batteries au plomb produisent une quantité importante d'hydrogène et d'oxygène lors d'une charge prolongée, ce qui peut provoquer des explosions lorsqu'elles sont exposées à une flamme nue. La surcharge présente également un risque. À cet égard, les batteries au lithium dotées d'une carte de protection BMS (Battery Management System) sont relativement plus sûres.

  4. Impact environnemental: Les batteries au plomb contiennent une grande quantité de métaux lourds comme le plomb. De plus, en raison de leur durée de vie plus courte, un nombre considérable de batteries au plomb mises au rebut peuvent entraîner une pollution secondaire si elles ne sont pas correctement manipulées.

  5. Coût: Bien que les batteries au plomb aient un coût initial inférieur à celui des batteries au lithium, compte tenu de la durée de vie plus longue et de la sécurité accrue des batteries au lithium, les coûts globaux de maintenance et de remplacement sont bien inférieurs.

Types de piles au lithium :

  1. Batterie au lithium ternaire : Ce matériau équilibre capacité et sécurité. Il a de meilleures performances de cyclage que l'oxyde de lithium et de cobalt normal. Initialement, pour des raisons techniques, sa tension nominale n'était que de 3,5 à 3,6 V, avec quelques limitations d'utilisation. Grâce à des améliorations continues de la formule et des améliorations structurelles, la tension nominale a désormais atteint 3,7 V et la capacité a atteint ou dépassé celle des batteries au lithium-oxyde de cobalt.

Batterie au lithium fer phosphate (LiFePO4) : La batterie au lithium fer phosphate est un type de batterie lithium-ion qui utilise du lithium fer phosphate comme matériau d'électrode positive et du carbone comme matériau d'électrode négative. La tension nominale individuelle est de 3,2 V, avec une tension de coupure de charge allant de 3,6 V à 3,65 V.

Pendant le processus de charge, certains ions lithium contenus dans le phosphate de fer et de lithium sont libérés, transférés à travers l'électrolyte jusqu'à l'électrode négative et intégrés dans le matériau carboné de l'électrode négative. Simultanément, les électrons sont libérés de l'électrode positive et atteignent l'électrode négative via le circuit externe pour maintenir l'équilibre de la réaction chimique. Dans le processus de décharge, les ions lithium se libèrent de l'électrode négative, voyagent à travers l'électrolyte jusqu'à l'électrode positive, et les électrons sont libérés de l'électrode négative, atteignant l'électrode positive via le circuit externe, fournissant de l'énergie à l'environnement externe.

Les batteries au lithium fer phosphate présentent les avantages d'une tension de fonctionnement élevée, d'une grande densité d'énergie, d'une longue durée de vie, de bonnes performances de sécurité, d'un faible taux d'autodécharge et de l'absence d'effet mémoire.

Batterie au lithium-oxyde de manganèse (LiMn2O4) : La batterie au lithium et à l'oxyde de manganèse fait référence à une batterie dont l'électrode positive utilise un matériau à base d'oxyde de lithium et de manganèse. La tension nominale des batteries au lithium-oxyde de manganèse varie de 2,5 V à 4,2 V. Ces batteries sont largement utilisées en raison de leur faible coût et de leurs bonnes caractéristiques de sécurité. Le matériau de l'électrode positive, l'oxyde de manganèse, est économique et présente une bonne sécurité et de bonnes performances à basse température. Cependant, le matériau lui-même n’est pas très stable et peut se décomposer, produisant des gaz. Par conséquent, il est souvent utilisé en combinaison avec d’autres matériaux pour réduire le coût global de la batterie.

Bien qu’elles soient rentables, qu’elles présentent une bonne sécurité et de bonnes performances à basse température, les batteries au lithium-oxyde de manganèse présentent certains inconvénients. Ils ont tendance à avoir un cycle de vie plus rapide, sont sujets au gonflement, présentent de mauvaises performances à haute température et ont une durée de vie relativement plus courte. Ils sont principalement utilisés dans les éléments de batterie de grande et moyenne taille, notamment dans le domaine des batteries de puissance, avec une tension nominale de 3,7 V.

Comment charger une batterie de VTT au lithium

Chargement des batteries lithium-ion :

Le chargement des batteries lithium-ion à l’aide d’une méthode connue sous le nom de décharge et recharge superficielles est considéré comme correct. Cela signifie éviter de laisser la batterie se décharger complètement ou de la charger à sa capacité maximale. Une fois complètement chargée, la batterie peut être utilisée et le nombre de cycles de charge n’a pas d’impact direct sur la durée de vie de la batterie lithium-ion.

Méthode de chargement : La durée de vie des batteries lithium-ion n'est pas affectée par le nombre de cycles de charge et de décharge. Ils ne présentent pas d’effet mémoire, il n’est donc pas nécessaire de décharger complètement la batterie avant de la recharger.

Tension de charge : La plage de tension de fonctionnement sûre pour les batteries lithium-ion est comprise entre 2,8 et 4,2 V. Passer en dessous ou au-dessus de cette plage de tension rend les ions lithium de la batterie instables. Pour garantir que la batterie reste dans une plage de sécurité, un chargeur spécialisé est requis. Ces chargeurs ajustent automatiquement le mode de charge en fonction de l'état actuel de la batterie.

Outils de chargement : Les batteries lithium-ion doivent être chargées avec des chargeurs dédiés pour garantir la sécurité. Pendant le fonctionnement, ces chargeurs fournissent un courant constant à la batterie. À mesure que la tension de la batterie augmente, le chargeur ajuste la tension de charge pour accélérer le processus. Lorsque la batterie atteint une tension de coupure de 4,2V, représentant environ 70% de sa capacité, le chargeur passe à une tension constante, diminuant progressivement le courant jusqu'à ce qu'il descende en dessous de 0,1A. La charge s'arrête lorsque la tension de la batterie continue d'augmenter même à ce faible courant.

Chargement régulier : Pour les batteries lithium-ion non utilisées pendant une période prolongée, elles doivent être stockées à moitié chargées dans un endroit frais et sec. Stocker les batteries à pleine charge peut entraîner des dommages, tandis que les stocker sans charge peut entraîner des dommages à la batterie. Pendant le stockage, il est recommandé de charger la batterie tous les trois mois.

De plus, il est important de noter :

  1. Évitez les surcharges et les décharges excessives, car une charge ou une décharge excessive peut gravement endommager les performances de la batterie.
  2. Chargez rapidement lorsque le niveau de la batterie est inférieur à 20 % pour éviter une décharge profonde et évitez d'utiliser la batterie lorsqu'elle est complètement épuisée.
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