Batteries au plomb
Les batteries au plomb sont des dispositifs de stockage d'énergie chimique. Ils utilisent du plomb et du dioxyde de plomb (PbO₂) comme matériaux actifs pour les électrodes négatives et positives, avec de l'acide sulfurique dilué comme électrolyte. Essentiellement, ils convertissent l’énergie électrique en énergie chimique et vice versa par des réactions électrochimiques. Ces batteries constituent le premier choix pour divers systèmes de stockage d'énergie, alimentations de secours et dispositifs de démarrage progressif/noir.
Une batterie au plomb monocellulaire a une tension nominale de 2,0 V. Il peut se décharger jusqu'à 1,5 V et charger jusqu'à 2,4 V. Dans les applications pratiques, six cellules simples sont souvent connectées en série pour former un module de batterie au plomb nominal de 12 V. Sur cette base de 12 V, des connexions en série et en parallèle appropriées peuvent être établies pour atteindre le niveau de tension requis par le système, tel que 48 V ou 96 V, permettant des opérations normales de charge et de décharge.
Les batteries au plomb se répartissent principalement en trois catégories : les batteries au plomb à noyage générales, les batteries au gel sans entretien (conçues spécifiquement pour les systèmes d'énergie solaire) et les batteries au plomb-carbone. Dans le monde réel, la part des batteries au gel et des batteries plomb-carbone augmente régulièrement. Les batteries au gel offrent une meilleure tolérance aux décharges excessives, une capacité d’auto-récupération et des performances de charge-décharge à basses températures. Les batteries plomb-carbone ajoutent du carbone (graphène) à l'électrolyte. Cet ajout empêche la sulfatation de l'électrode négative, résolvant ainsi le problème courant de défaillance prématurée de la batterie et prolongeant considérablement la durée de vie de la batterie.
Piles au lithium
Les batteries au lithium sont un type de batterie qui utilise du lithium métal ou des alliages de lithium comme matériaux d'anode ou de cathode, associés à des solutions électrolytiques non aqueuses. Elles sont principalement divisées en deux types : les batteries au lithium métal et les batteries lithium-ion. Le terme « batterie au lithium » utilisé au quotidien fait généralement référence aux batteries lithium-ion. Ce sont des piles secondaires rechargeables. Les batteries lithium-ion adoptent des oxydes métalliques en alliage de lithium comme matériau de cathode et du graphite comme matériau d'anode. Le matériau anodique sert d’hôte au stockage du lithium. Il joue un rôle clé dans la détermination de l’efficacité de charge-décharge de la batterie, de sa durée de vie et d’autres mesures de performances de base.
Basées sur différents matériaux cathodiques, les batteries lithium-ion peuvent être classées en plusieurs types. Les principales comprennent les batteries au lithium-oxyde de cobalt, les batteries au lithium-oxyde de manganèse, les batteries au lithium-oxyde de nickel, les batteries au lithium-fer-phosphate et les batteries au lithium ternaire.