La batterie lithium-ion, commercialisée pour la première fois en 1991, a d’abord été destinée à l’électronique grand public. Cependant, elle a rapidement trouvé de nouveaux débouchés et s’est imposée comme un véritable standard pour tous les appareils nécessitant une batterie rechargeable et portable, succédant ainsi aux technologies Nickel Cadmium (NiCd) et Nickel Métal-Hydrure (Ni-MH).
Le Fonctionnement des Batteries au Lithium-Ion
Le principe des batteries au lithium consiste à faire circuler des électrons en créant une différence de potentiel entre deux électrodes : une négative et une positive, plongées dans un liquide conducteur ionique appelé électrolyte. Lorsque la batterie alimente un appareil, les électrons accumulés dans l’électrode négative sont libérés à travers un circuit externe jusqu’à rejoindre l’électrode positive, ce qui correspond à la phase de décharge. En revanche, lorsque la batterie est en charge, l’énergie transmise par le chargeur permet aux électrons de revenir de l’électrode positive vers la négative.
Les différents types de batteries au lithium-ion varient en fonction des types d’ions, des matériaux des électrodes et de l’électrolyte associés. Par exemple, la batterie au plomb 12 volts traditionnellement utilisée pour démarrer un véhicule thermique repose sur un électrolyte contenant des ions de plomb et des électrodes à base de plomb. En revanche, la batterie lithium-ion utilise des ions de lithium (Li+) et doit son nom à cette technologie.
Une batterie lithium-ion telle que celle utilisée dans une voiture comme la ZOE est constituée d’un assemblage d’unités de batterie individuelles (cellules) reliées les unes aux autres et supervisées par un circuit électronique dédié. Le nombre de cellules, la taille de chaque cellule et leur arrangement déterminent à la fois la tension délivrée par la batterie et sa capacité de stockage d’électricité, exprimée en wattheure (Wh) voire en kilowattheure (kWh) dans le domaine de l’automobile.
Les Avantages des Batteries Lithium-Ion
Les batteries lithium-ion sont utilisées aussi bien dans les appareils électroniques grand public (téléphones, ordinateurs portables) que dans les voitures électriques. Leur succès à grande échelle repose principalement sur la densité de stockage qu’elles offrent.
Cette densité correspond au rapport entre la capacité de stockage de la batterie et son encombrement ou son poids. En comparaison, une batterie lithium-ion offre une densité d’environ 300 à 500 Wh/kg, soit environ dix fois plus que celle d’une batterie au plomb.
En l’absence de développements potentiels tels que les batteries tout solide, la technologie lithium-ion représente aujourd’hui le meilleur compromis entre capacité, volume et poids dans le secteur de la mobilité électrique. Elle offre une puissance élevée, une facilité de recharge et une bonne durabilité, ce qui la rend adaptée à différents scénarios d’utilisation tout au long de son cycle de vie, en accord avec les principes de l’économie circulaire.
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