Fonctionnement de la batterie au lithium

Comment fonctionne une batterie au Lithium?

De manière générale, le courant est créé par un mouvement d’ensemble des électrons. Ces derniers se déplacent de la cathode (l'électrode positive) à l'anode (électrode négative) en passant par un fil de métal (conducteur), pour alimenter ensuite un moteur, ou une lampe par exemple. Les ions issus de ce transfert d'électrons traversent l'électrolyte, en partant de la cathode pour rejoindre l'anode, comme les électrons. Ceci a donc lieu lorsque la batterie se décharge.

La migration des électrons se fait grâce au principe chimique de l’oxydoréduction. A l’anode, constituée de carbone, l’oxydation prend place: les ions lithium sont libéres. On a donc la demi-équation suivante :

 

 

A la cathode en oxyde de cobalt lithium, la réduction s'accomplit. Les ions lithium sont absorbés par la cathode, ce qui nous donne :

(Le coefficient x est utilisé puisque les unités sont en moles).

 

 

 

 

Lorsque l’on recharge la batterie, les électrons sont renvoyés de la cathode vers l’anode, ainsi que les ions lithium.

 

Dans une voiture électrique, la batterie est composée de modules, eux-mêmes composés de cellules où la circulation des électrons a lieu. Chaque cellule produit environ 3.7 volts.  Les schémas ci-dessous montrent bien l’organisation de la batterie d’un véhicule électrique Renault:

 

       Batterie complète (48 modules)                                

       Composition d'un module (4 cellules) 


D'après le tableau ci-dessous, on constate que les batteries au lithium-ion libèrent une énergie nettement supérieure à celle libérée par les batteries au plomb (utilisées dans les véhicules thermiques) en plus d'être plus légères. Ceci s'explique par la forte capacité des ions lithium à être stockés dans l'électrolyte

On voit donc que le véhicule électrique présente des avantages au niveau de la batterie, ce que nous verrons dans la partie II. 

 

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