Les batteries lithium-ion jouent un rôle essentiel dans l’alimentation des appareils modernes, car elles utilisent des ions lithium se déplaçant à travers les électrodes pour stocker efficacement l’énergie. Ils sont préférés pour leur charge longue durée et leur entretien minimal, bien qu'ils doivent être gérés avec soin en raison de problèmes potentiels de sécurité et d'environnement.
Les batteries lithium-ion alimentent chaque jour la vie de millions de personnes. Des ordinateurs portables et téléphones portables aux hybrides et voitures électriques, cette technologie gagne en popularité en raison de sa légèreté, de sa haute densité énergétique et de sa capacité à se recharger.
Alors, comment ça marche?
Cette animation vous guide tout au long du processus.
Les bases
Une batterie est composée d'une anode, d'une cathode, d'un séparateur, d'un électrolyte et de deux collecteurs de courant (positif et négatif). L'anode et la cathode stockent le lithium. L'électrolyte transporte les ions lithium chargés positivement de l'anode à la cathode et vice versa à travers le séparateur. Le mouvement des ions lithium crée des électrons libres dans l’anode, ce qui crée une charge au niveau du collecteur de courant positif. Le courant électrique circule ensuite du collecteur de courant via un appareil alimenté (téléphone portable, ordinateur, etc.) jusqu'au collecteur de courant négatif. Le séparateur bloque le flux d'électrons à l'intérieur de la batterie.
Charge/Décharge
Pendant que la batterie se décharge et fournit un courant électrique, l'anode libère des ions lithium vers la cathode, générant un flux d'électrons d'un côté à l'autre. Lors du branchement de l'appareil, c'est l'inverse qui se produit : les ions lithium sont libérés par la cathode et reçus par l'anode.
Densité d'énergie et densité de puissance
Les deux concepts les plus courants associés aux batteries sont la densité énergétique et la densité de puissance. La densité énergétique est mesurée en wattheures par kilogramme (Wh/kg) et correspond à la quantité d'énergie que la batterie peut stocker par rapport à sa masse. La densité de puissance est mesurée en watts par kilogramme (W/kg) et correspond à la quantité d'énergie qui peut être générée par la batterie par rapport à sa masse. Pour y voir plus clair, pensez à vider une piscine. La densité énergétique est similaire à la taille de la piscine, tandis que la densité énergétique est comparable à la vidange de la piscine le plus rapidement possible.
Le Vehicle Technologies Office (VTO) du ministère de l'Énergie s'efforce d'augmenter la densité énergétique des batteries, tout en réduisant le coût et en maintenant une densité de puissance acceptable. Pour plus d'informations sur les projets liés aux batteries de VTO, veuillez visiter le site Web du Vehicle Technologies Office.
