Les cellules cylindriques et prismatiques sont les meilleures options disponibles sur le marché pour la constructionBatteries au lithiumAvant d'acheter la batterie adaptée à l'application souhaitée, tenez compte des avantages et inconvénients suivants pour chaque type de cellule.

Cellules cylindriques

La cellule cylindrique demeure l'un des types d'emballage les plus répandus aujourd'hui. Ses atouts résident dans sa facilité de fabrication et son excellente stabilité mécanique. Les cylindres tubulaires peuvent résister à des contraintes internes élevées sans se déformer.

De nombreuses piles cylindriques au lithium et au nickel intègrent un interrupteur à coefficient de température positif (CTP). En cas de surintensité, le polymère, normalement conducteur, s'échauffe et devient résistif, interrompant ainsi le courant et assurant la protection contre les courts-circuits. Une fois le court-circuit éliminé, l'interrupteur CTP refroidit et retrouve sa conductivité.

La plupart des cellules cylindriques sont dotées d'un mécanisme de décompression. Le modèle le plus simple utilise un joint à membrane qui se rompt sous haute pression. Une fuite et un dessèchement peuvent survenir après la rupture de la membrane. Les évents refermables avec une valve à ressort sont la solution privilégiée. Certaines cellules Li-ion grand public intègrent un dispositif de coupure de charge (CID) qui déconnecte physiquement et irréversiblement la cellule lorsqu'une pression dangereuse s'accumule.

Piles cylindriquesOn les trouve couramment dans divers appareils électroniques, allant des lampes de poche et des télécommandes aux appareils électroniques portables tels que les ordinateurs portables et les smartphones.

Cellules prismatiques

Apparue au début des années 1990, la pile prismatique moderne répond à la demande de batteries plus fines. Présentées dans des emballages élégants rappelant une boîte de chewing-gum ou une petite barre chocolatée, les piles prismatiques optimisent l'espace grâce à leur structure multicouche. D'autres modèles sont enroulés et aplatis, formant une sorte de rouleau pseudo-prismatique. On les trouve principalement dans les téléphones portables, les tablettes et les ordinateurs portables ultra-fins, avec des capacités allant de 800 mAh à 4 000 mAh. Il n'existe pas de format universel : chaque fabricant conçoit le sien.

Les cellules prismatiques sont également disponibles en grands formats. Logées dans des boîtiers en aluminium soudés, elles offrent des capacités de 20 à 50 Ah et sont principalement utilisées dans les groupes motopropulseurs électriques des véhicules hybrides et électriques. La figure 5 illustre une cellule prismatique.

Les cellules prismatiques sont aujourd'hui les plus répandues en raison de leur grande capacité. Leur forme permet de connecter facilement quatre batteries simultanément pour former un bloc-batterie.

Avantages cylindriques

La conception cylindrique des cellules offre une bonne capacité de cyclage, une longue durée de vie calendaire et un coût avantageux, mais elle est lourde et sa densité d'emballage est faible en raison des cavités spatiales.

La batterie à cellules cylindriques présente l'avantage d'être robuste et résistante grâce à son boîtier protecteur. Elle est particulièrement adaptée aux hautes températures et offre une excellente résistance aux chocs, ce qui explique sa popularité dans les véhicules électriques. Plusieurs cellules sont assemblées en série et en parallèle pour augmenter la tension et la capacité de la batterie. Si une cellule est endommagée, l'impact sur l'ensemble du système est limité.

Les applications typiques des cellules cylindriques sont les outils électriques, les instruments médicaux, les ordinateurs portables et les vélos électriques. Pour permettre des variations au sein d'une même taille, les fabricants utilisent des longueurs partielles, comme les formats demi et trois-quarts. La technologie nickel-cadmium offre le plus grand choix de cellules. Certaines ont été adaptées à la technologie nickel-hydrure métallique, mais pas au lithium-ion, car cette dernière a développé ses propres formats.

Inconvénients prismatiques

Les cellules prismatiques sont composées de nombreuses électrodes positives et négatives juxtaposées, ce qui peut entraîner des courts-circuits et des dysfonctionnements. Leur durée de vie est plus courte car la gestion thermique est moins efficace et elles sont relativement sensibles aux déformations sous haute pression. Parmi leurs autres inconvénients, on note un nombre limité de tailles standard et un coût horaire moyen de l'énergie plus élevé. La gestion de ces cellules par le système de gestion de batterie (BMS) est également complexe en raison de leur capacité.

Sélectionner votre cellule

Le plus souvent, le choix de la conception des cellules d'une batterie au lithium dépend de considérations d'espace, de coût et de sécurité.

Si votre application au lithium exige une puissance élevée, des performances optimales et une longue durée de vie, sans contrainte d'espace, envisagez l'utilisation d'une cellule cylindrique. En cas de risque de surcharge, privilégiez la sécurité accrue des cellules cylindriques. En revanche, si votre application au lithium nécessite une forte puissance dans un format compact et que le coût n'est pas un problème, la cellule prismatique est la solution idéale.

À l'heure actuelle, le modèle cylindrique économique domine le marché. Cependant, avec l'arrivée de nouveaux produits nécessitant des solutions toujours plus compactes, les progrès technologiques en matière de batteries et l'évolution des prix, la demande de cellules prismatiques devrait augmenter.

Si vous n'êtes toujours pas sûr du type de pile au lithium qui vous convient, envisagez de faire appel à un spécialiste.partenaire établi capablevous aider à prendre une décision d'achat judicieuse, adaptée à vos besoins spécifiques.