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Sep 08, 2023

Laboratoire Lander n°5 : Batteries au lithium polymère

Kevin Hardy a fondé Global Ocean Design après une carrière au Scripps... 28 décembre 2022 Une chronique sur les technologies, les stratégies et l'utilisation des batteries lithium-polymère Ocean Landers offrent une solution sûre

Kevin Hardy a fondé Global Ocean Design après une carrière au Scripps...

28 décembre 2022

Une chronique sur les technologies, les stratégies et l'utilisation des Ocean Landers

Les batteries lithium-polymère offrent une option sûre et robuste pour l’alimentation électrique portable. Au fur et à mesure que nous avons collectivement acquis de l'expérience, les paramètres d'application ont été affinés, définis et améliorés. Bien qu'omniprésentes dans la vie quotidienne, leur acceptation n'a pas vraiment dépassé un passé troublé. Les LiPo ont maintenant volé sur des vaisseaux spatiaux Space-X avec équipage et sont installés sur la Station spatiale internationale. L’industrie automobile mondiale connaît des changements spectaculaires avec le développement de nouvelles batteries qui suivent l’évolution des industries des ordinateurs personnels et des téléphones portables. Le Tesla Powerwall, qui utilise une pile de LiPos, permet aux maisons de se déconnecter du réseau lorsque celui-ci tombe en panne. Les submersibles DSV ALVIN de WHOI, DSV DEEP SEA CHALLENGER de James Cameron et TRITON 36 000/2 (DSV Limiting Factor) de Triton Submarine sont alimentés par des modules de batterie LiPo à compensation de pression. En 2019 et 2020, le Japon a lancé deux nouveaux sous-marins diesel-électriques, Taigei, ou « Grande Baleine », et Toryu, ou « Fighting Dragon », équipés de batteries lithium-ion, permettant aux sous-marins de naviguer silencieusement immergés plus longtemps.

Comme pour les différents animaux du zoo de San Diego, il est important de reconnaître que les LiPo sont tout simplement différentes des piles au plomb ou alcalines. Ils ont leurs propres comportements distinctifs. J'avoue avoir eu une certaine appréhension lorsque j'ai commencé à étudier, puis à apprendre par la pratique avec les LiPos. J'ai commencé avec des batteries LiPo à l'intérieur d'un sac de chargement ignifuge, sur un sol en béton dans un petit bunker en parpaings à 6 pieds de tout le reste. J'ai déménagé dans un grand pot de jardin en argile avec un bac de récupération en argile pour couvercle. J'ai surveillé la température et la tension. J'ai lu tout ce que je pouvais. J'ai suivi des pistes prometteuses. C'était « Comment dresser votre dragon » de DreamWorks. J'avais besoin de savoir. La sécurité est restée primordiale, alors que j'ai commencé à maîtriser la technologie que beaucoup d'autres utilisaient déjà.

J'utilise maintenant les LiPos depuis plusieurs années dans diverses applications en mer. Plus vous apprenez, plus vous remportez de succès et plus de possibilités se présentent. Je respecte leur densité énergétique, mais aussi leur volonté de faire un travail. Il existe de nombreux travaux décrivant les principes fondamentaux des cellules LiPo et leurs applications. Cet article en citera quelques-uns.

En bref, traitez toujours les LiPo avec le respect qu'ils méritent. Il est crucial de respecter les paramètres opérationnels recommandés par l’industrie. Les terribles histoires des passionnés de RC du week-end peuvent en partie être imputées aux utilisateurs finaux qui s'éloignent des limites prescrites pour gagner quelques minutes de vol supplémentaires, ou qui tentent d'obtenir un vol supplémentaire en chargeant rapidement au-dessus du tarif maximum recommandé. Parfois, c'est une batterie de mauvaise qualité qu'ils ont achetée à bas prix. Parfois, ils ne disposent pas des dispositifs adéquats pour protéger et entretenir les batteries comme elles devraient l’être.Quelques notions de base sur les batteries Li-ion et LiPo

Les batteries lithium-ion et lithium-polymère sont des cellules secondaires rechargeables avec des compositions chimiques similaires. Ils peuvent être utilisés pour les mêmes applications haute puissance. Ils se distinguent par différents électrolytes et emballages.

Le lithium-ion et le lithium-polymère sont complètement différents des piles au lithium primaires non rechargeables. D’une part, les polymères de lithium utilisent un composé de lithium intercalé pour leurs électrodes, et non du lithium métallique, et sont donc plus stables. Ils ne sont pas non plus dangereux s'ils sont exposés à l'eau. Les cellules lithium-ion utilisent un électrolyte liquide et sont enfermées dans un boîtier cylindrique en acier inoxydable. La célèbre cellule 18650 en est un exemple.

Les cellules au lithium-polymère (LiPo) utilisent un électrolyte gélifié et sont scellées sous vide dans une pochette en plastique souple. C’est ce qu’on appelle une « cellule prismatique ». Il existe plusieurs compositions chimiques LiPo, mais la plus courante pour les packs prismatiques est l'oxyde de lithium et de cobalt. La chimie est spécifiée dans la fiche signalétique de cette batterie. Un empilement de cellules prismatiques peut être lié ensemble à l'aide d'un film rétractable, pour des applications légères, ou à l'intérieur d'un boîtier en plastique dur moulé par injection pour offrir une résistance à la perforation.