Piles au lithium

Les piles au lithium sont une classe de piles fabriquées avec du lithium métal ou des alliages de lithium comme matériaux d'électrodes positives/négatives, utilisant une solution électrolytique non aqueuse. Les piles au lithium métal ont été proposées et étudiées pour la première fois par Gilbert N. Lewis en 1912. Dans les années 1970, M. S. Whittingham a proposé et commencé à étudier les piles au lithium ionique. Les propriétés chimiques du lithium métal sont très actives, ce qui rend son traitement, sa conservation et son utilisation très contraignants pour l'environnement. Avec le développement de la science et de la technologie, les piles au lithium sont devenues courantes.

Les piles au lithium peuvent être divisées en deux catégories : les piles au lithium métal et les piles au lithium-ion. Les batteries lithium-ion ne contiennent pas de lithium sous sa forme métallique et sont rechargeables. La cinquième génération de batteries rechargeables, la batterie lithium-métal, a été mise au point en 1996 et présente une sécurité, une capacité spécifique, un taux d'autodécharge et un rapport qualité-prix supérieurs à ceux des batteries lithium-ion. En raison des exigences techniques élevées, seules quelques entreprises dans quelques pays fabriquent ces batteries lithium-métal.

Principe de fonctionnement

 

Batteries au lithium métal : 

Le principe de base des piles au lithium

 

Les piles au lithium métal sont généralement des piles qui utilisent du dioxyde de manganèse comme matériau de cathode et du lithium métal ou son alliage comme matériau négatif, en utilisant une solution électrolytique non aqueuse.

Réaction de décharge : Li + MnO2 = LiMnO2

 

Batteries au lithium-ion :

Les batteries au lithium-ion sont généralement des batteries qui utilisent de l'oxyde métallique allié au lithium comme matériau d'électrode positive, du graphite comme matériau d'électrode négative et une solution électrolytique non aqueuse.

La réaction qui se produit à la cathode de charge est la suivante

LiCoO2 = Li(1-x)CoO2 + xLi + + xe- (électrons)

La réaction qui se produit du côté négatif de la charge est la suivante

6C+xLi++xe- = LixC6

Réaction totale dans la cellule de charge : LiCoO2 + 6C = Li(1-x)CoO2 + LixC6