Connaissez plus de près les composants principaux des batteries lithium-ion qui changent le monde

Illustration des composants principaux de la batterie lithium (freepik)

YOGYAKARTA - Vous utilisez certainement des appareils alimentés par batterie tous les jours. Mais saviez-vous que le rendement de votre appareil est fortement tributaire du principal composant de la batterie lithium qui fonctionne dedans?

Eh bien, comprendre les subtilites de la batterie lithium est la premiere mesure pour maximiser la durée de vie de la batterie. Prenons un peu de temps pour décomposer un par un les eléments importants qui ont créé cette révolution de l’energié portable.

Au cours des 40 dernières années, la batterie lithium-ion est devenue une invention qui a transformé la civilisation, reliant notre vie des smartphones aux véhicules électriques en passant par les stations spatiales.

La presence de batteries lithium a acceleré drastiquement l’évolution de la technologie. Alors, comment l’électricité est-elle obtenue par sa réaction interne? Distíré par VOI du site Taiwan Hopax Chemicals, voici quelques-unes des choses que vous devez savoir:

Le principe de fonctionnement d'une batterie lithium-ion (Li-ion) est expliqué par le transfert d'ions lithium (Li+) pour compléter le circuit de charge et de décharge, qui est divisé en deux états, comme suit:

Afin de stocker l'energie, les ions lithium sont liberés de l'electrode positif (cathode). Ces ions utilisent l'electrolyte comme milieu de transmission, se diffuant, traversant le separateur, et ensuite s'enracinéant sur le matériel de l'electrode negatif (anode).

Puis, lorsque le dispositif électronique est utilisé, des ions lithium sont liberés de l’electrode negatif (anode). Ils réagissent avec l’electrolyte comme milieu, traversent le separateur et retournent à l’electrode positif (cathode).

Eh bien, c'est pendant le cycle de charge ou de décharge que notre appareil fonctionne pendant la limite de la vie du cycle.

La performance globale de la batterie est détermineée par quatre composants principaux qui travaillent ensemble synergiquement, comme le montre la description ci-dessous:

La cathode utilise habituellement un film d'aluminium conducteur recouvert d'un oxyde de métal contenant du lithium. Ce sont ces matériaux qui déterminent la capacité et la vie de la batterie.

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Par exemple, le phosphate de lithium-fer (LiFePO4) peut atteindre une vie de cycle de 30 000 fois, bien au-dessus des systèmes ternaires (NMC/NCA) qui ne peuvent atteindre que quelques milliers de fois. Il est nécessaire de développer à l'avenir des additifs pour améliorer la sécurité des batteries.

Jusqu'à 90% des batteries Li-ion sur le marché utilisent du graphite comme matériau anode en raison de son coût stable et de sa haute sécurité.

Cependant, avec la tendance vers une plus grande densité d'énergie (comme chez Tesla ou Gogoro), de nombreux groupes de recherche ont commencé à développer des matériaux d'anode à base de silice ou d'oxyde de silice.

Le séparateur est un film microporeux en plastique comme le polypropylène (PP) ou l'éthylène polymère (PE). Sa fonction principale est d'interdire la contact direct entre la cathode et l'anode pour empêcher les fuites et la auto-décharge.

Bien qu'il soit séparé, le pore compact permet aux ions lithium de le traverser, de sorte qu'un circuit de charge/décharge peut être formé.

Il fonctionne comme un medium de transfert pour les ions de lithium entre les deux electrodes. L'electrolit joue un role important dans la performance de la batterie. Ses principaux composants incluent EC, DMC et PC.

En outre, l'amélioration de la formule et des additifs dans l'électrolyte peut considérablement améliorer la sécurité, la durée de vie et les caractéristiques de transmission des ions lithium.

En comprenant le role crucial de chaque composant principal de la batterie lithium, il est essentiel de comprendre la technologie de l'energie moderne. Le rendement et la longevite de votre appareil dependent fortement de la qualite et de la formule de ces composants principaux. Ne laissez pas votre utilisation de batterie gaspiller!