batterie ionique au lithium

La batterie ionique au lithium est devenue un composant indispensable dans une grande variété d'appareils et de véhicules, allant des ordinateurs portables et des téléphones cellulaires aux voitures hybrides et électriques. Leurs avantages vont de leur haute densité énergétique à leur recharge et à leur légèreté (jusqu'à 70% de moins que les batteries plomb-acide), en passant par leur sécurité accrue sans produire de sous-produits toxiques comme les batteries plomb-acide. C'est pourquoi leurs fabricants travaillent sans relâche au développement de meilleurs matériaux cathodiques/anodiques et d'électrolytes solides qui garantissent des batteries à haute capacité pour une utilisation sûre dans les batteries - juste pour conserver ces avantages !

Parmi les innovations récentes, citons une batterie ionique au lithium qui utilise un poly(liquide ionique) comme électrolyte au lieu de solvants organiques volatils tels que le cobalt dans les batteries à lithium liquide actuelles comme matériau d'électrolyte. Ce développement révolutionnaire promet des densités d'énergie plus élevées à des coûts moindres en réduisant la dépendance à l'égard des métaux coûteux et gênants tels que le cobalt que l'on trouve dans les batteries au lithium actuelles.

Les batteries ioniques au lithium se composent d'une anode, d'une cathode, d'un séparateur et d'un électrolyte ; l'anode stocke les ions lithium tandis que la cathode agit comme un espace de stockage d'électrons ; un séparateur bloque le flux d'électrons à l'intérieur de la batterie. Enfin, un électrolyte transporte les ions lithium chargés positivement entre l'anode et la cathode pendant la décharge et les ramène à l'anode pendant la charge par des processus d'intercalation/désintercalation qui ont lieu simultanément - ce processus est connu sous le nom d'intercalation/désintercalation en termes techniques.

Une anode généralement composée de graphite est associée à une cathode composée de sulfures ou de nitrures métalliques ininflammables pour stocker les ions lithium par intercalation, où ils sont physiquement intégrés entre les couches 2D de carbone qui constituent le graphite en vrac, à des fins de stockage. La décharge de la pile implique une anode qui subit une demi-réaction d'oxydation qui libère des ions lithium positifs tout en créant simultanément des électrons chargés négativement à travers le circuit externe ; pendant la décharge, l'anode subit une demi-réaction d'oxydation qui produit des ions lithium positifs tandis que les électrons chargés négativement sont transportés à travers le circuit externe jusqu'à la cathode où la demi-réaction de réduction a lieu et où le courant électrique circule à travers le circuit externe.

Il en existe de nombreux types, tels que la batterie lithium-ion 72v, la batterie lithium 12 volts 20ah, la batterie lithium 20ah. Les réactions d'oxydo-réduction doivent avoir lieu à une température et dans des conditions optimales ; dans le cas contraire, des changements structurels importants pourraient réduire la capacité de la batterie de manière significative et diminuer sa cyclabilité (la mesure du nombre de charges et de décharges qu'une batterie peut supporter avant que sa capacité ne commence à diminuer), augmentant potentiellement la pression interne de la cellule et posant des risques de sécurité pour les appareils mobiles tels que les tablettes et les téléphones intelligents.