{"id":22988,"date":"2021-09-21T06:00:26","date_gmt":"2021-09-21T06:00:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=22988"},"modified":"2023-12-06T07:55:10","modified_gmt":"2023-12-06T07:55:10","slug":"what-is-a-lithium-ion-battery-made-of","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/what-is-a-lithium-ion-battery-made-of\/","title":{"rendered":"De quoi est faite une batterie lithium-ion\uff1f"},"content":{"rendered":"
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De quoi est faite une batterie lithium-ion\uff1f<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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La cellule de batterie lithium-ion<\/strong> se compose de seulement cinq parties, et il y a environ 10~20 types de mat\u00e9riaux li\u00e9s \u00e0 la cellule.<\/p>

La batterie comprend un mat\u00e9riau de cathode, un mat\u00e9riau d'anode et un collecteur de fluide correspondant, s\u00e9par\u00e9s par un s\u00e9parateur entre la cathode et l'anode, et ses principaux composants sont le polypropyl\u00e8ne et le plastique poly\u00e9thyl\u00e8ne.<\/p>

Les mat\u00e9riaux de l'anode et de la cathode sont enduits sur le liquide collecteur et le s\u00e9parateur est serti ou lamin\u00e9 pour former un noyau de bobine, puis plac\u00e9 dans l'enveloppe m\u00e9tallique ou le film plastique. Apr\u00e8s l'injection d'\u00e9lectrolyte et d'autres processus, l'enveloppe m\u00e9tallique ou le film plastique est compl\u00e8tement scell\u00e9, et peut alors \u00eatre d\u00e9plac\u00e9 vers le processus cellulaire suivant.\"La<\/p>

  1. Mat\u00e9riaux de cathode des batteries lithium-ion<\/a><\/li>
  2. Mat\u00e9riaux d'anode pour batteries lithium-ion<\/a><\/li>
  3. Les mat\u00e9riaux de s\u00e9paration des batteries lithium-ion<\/a><\/li>
  4. Les mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrolyte des batteries lithium-ion<\/a><\/li><\/ol><\/div>

    Mat\u00e9riaux de cathode des batteries lithium-ion<\/h2>

    La batterie lithium-ion est un syst\u00e8me tr\u00e8s complexe compos\u00e9 de diff\u00e9rents types de mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrode, chacun ayant des caract\u00e9ristiques de performance diff\u00e9rentes. Les mat\u00e9riaux cathodiques qui ont \u00e9t\u00e9 commercialis\u00e9s comprennent le phosphate de fer lithi\u00e9, l'acide cobalt-lithium, l'acide mangan\u00e8se-lithium, les mat\u00e9riaux ternaires nickel-mangan\u00e8se et les mat\u00e9riaux ternaires nickel-aluminium. Diff\u00e9rents fabricants utilisent cinq mat\u00e9riaux de cathode et les associent \u00e0 diff\u00e9rents mat\u00e9riaux d'anode pour obtenir des propri\u00e9t\u00e9s sp\u00e9cifiques. Certains fabricants m\u00e9langent diff\u00e9rents mat\u00e9riaux de cathode, esp\u00e9rant que les diff\u00e9rents mat\u00e9riaux se compl\u00e8tent pour am\u00e9liorer les performances globales de la cellule.<\/p>

    Phosphate de lithium et de fer<\/span> est un mat\u00e9riau de cathode courant pour les batteries lithium-ion des voitures. Compar\u00e9 \u00e0 d'autres mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrode contenant des m\u00e9taux non ferreux, le phosphate de fer lithi\u00e9 dispose de mati\u00e8res premi\u00e8res abondantes et d'un prix inf\u00e9rieur, ce qui convient aux applications \u00e0 grande \u00e9chelle. La puissance \u00e9lev\u00e9e convient \u00e9galement aux applications pratiques, car elle permet une charge rapide et une meilleure alimentation des voitures. Il y a \u00e9galement une raison majeure pour laquelle le phosphate de fer lithi\u00e9 est consid\u00e9r\u00e9 comme une batterie \"s\u00fbre\". Ce n'est pas exact, car toutes les batteries lithium-ion ont des processus d'emballement thermique similaires, mais des temp\u00e9ratures diff\u00e9rentes auxquelles l'emballement thermique peut \u00eatre atteint. Cependant, il faut reconna\u00eetre que, comme toutes les batteries lithium-ion, les batteries lithium-phosphate de fer ont une tol\u00e9rance relativement bonne \u00e0 la surcharge, aux temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 d'autres conditions d'utilisation abusive. Cependant, la faible densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique et l'autonomie limit\u00e9e de la batterie au phosphate de fer-lithium sont les principales lacunes de l'application de cette batterie dans le domaine des v\u00e9hicules \u00e9lectriques purs.<\/p>

    \"Certains<\/p>

    Avec la demande croissante de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des batteries pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques, mat\u00e9riaux pour cathodes ternaires<\/span> font l'objet d'une attention croissante. Avec un mat\u00e9riau ternaire comme \u00e9lectrode de cathode et du graphite comme \u00e9lectrode d'anode, la plage de tension de d\u00e9charge est d'environ 3,6~3,8V. Dans la batterie lithium-ion commerciale actuelle, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique est relativement \u00e9lev\u00e9e, l'\u00e9nergie sp\u00e9cifique est de 140~180Whkg, et les produits de certains fabricants peuvent atteindre 200 Wh \/kg.<\/p>

    Batteries au lithium-cobalt-ion<\/span> sont principalement utilis\u00e9s dans les produits \u00e9lectroniques portables, tels que les t\u00e9l\u00e9phones mobiles, les appareils photo, les ordinateurs portables, etc. Bien que le cobalate de lithium ait une densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique et une dur\u00e9e de vie \u00e9lev\u00e9es, sa s\u00e9curit\u00e9 thermique est m\u00e9diocre. L'emballement thermique se produit lorsque la temp\u00e9rature est sup\u00e9rieure \u00e0 130\u2103, alors que la temp\u00e9rature seuil d'emballement thermique des autres syst\u00e8mes de batteries est relativement plus \u00e9lev\u00e9e. Pour cette raison, l'oxyde de cobalt lithium est couramment utilis\u00e9 dans les petits appareils \u00e9lectroniques grand public et rarement dans les grandes applications \u00e9nerg\u00e9tiques, et certains fabricants ont banni l'oxyde de cobalt lithium des v\u00e9hicules \u00e9lectriques.<\/p>

    Batterie au lithium-ion avec terpolym\u00e8re nickel-cobalt-aluminium<\/span> en tant qu'\u00e9lectrode de cathode ont l'\u00e9nergie sp\u00e9cifique la plus \u00e9lev\u00e9e de toutes les batteries lithium-ion. Elles sont couramment utilis\u00e9es dans l'alimentation \u00e9lectrique mobile, et leur application dans les v\u00e9hicules \u00e9lectriques a \u00e9t\u00e9 controvers\u00e9e en raison de leur co\u00fbt \u00e9lev\u00e9, mais le probl\u00e8me le plus important est leur faible s\u00e9curit\u00e9.<\/p>

    \"Le<\/p>

    Mat\u00e9riau de cathode en manganate de lithium<\/span> a les caract\u00e9ristiques d'un faible co\u00fbt, d'une bonne s\u00e9curit\u00e9 et d'une puissance \u00e9lev\u00e9e, mais la dur\u00e9e de vie du cycle est relativement courte, en particulier la dur\u00e9e de vie \u00e0 haute temp\u00e9rature est difficile \u00e0 satisfaire les besoins de la batterie d'alimentation, de sorte que l'application actuelle est limit\u00e9e.<\/p>

    Mat\u00e9riaux d'anode pour batteries lithium-ion<\/h2>

    Actuellement, les batteries lithium-ion commerciales utilisent principalement du graphite, du carbone mou ou du carbone dur comme \u00e9lectrode d'anode. Il existe de nombreux types de mat\u00e9riaux en graphite, et les diff\u00e9rents types de mat\u00e9riaux ont une grande influence sur les performances de la cellule. Avec le d\u00e9veloppement des batteries lithium-ion, l'anode de titanate de lithium a attir\u00e9 beaucoup d'attention. La temp\u00e9rature de fonctionnement la plus basse de l'anode en titanate de lithium peut atteindre -40\u2103, ce qui pr\u00e9sente d'excellentes caract\u00e9ristiques de puissance, une stabilit\u00e9 de cycle et une s\u00e9curit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e. Cependant, la tension de fonctionnement de la batterie lithium ion titanate est relativement faible, g\u00e9n\u00e9ralement de 2,2~2,3V, et le prix est encore plus \u00e9lev\u00e9 que celui du terpolym\u00e8re et du lithium fer phosphate. Certains fabricants se sont engag\u00e9s \u00e0 r\u00e9duire le prix du titanate de lithium, afin qu'il convienne aux applications \u00e0 faible densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, \u00e0 forte puissance et \u00e0 longue dur\u00e9e de vie, telles que les v\u00e9hicules \u00e9lectriques micro-hybrides et les bus \u00e9lectriques.<\/p>

    \"De<\/p>

    Il existe de nombreuses \u00e9tudes th\u00e9oriques et pratiques sur les nouveaux mat\u00e9riaux d'anode. Le silicium, l'\u00e9tain, le germanium, les nanotubes de carbone et d'autres nanocomposites sont bien d\u00e9velopp\u00e9s en laboratoire, mais aucun ne peut \u00eatre produit en masse. Il existe de nombreuses possibilit\u00e9s d'am\u00e9liorer la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des batteries du point de vue du p\u00f4le anodique. Mais m\u00eame si des mat\u00e9riaux en grande quantit\u00e9 peuvent \u00eatre commercialis\u00e9s, de nombreux obstacles subsistent. Par exemple, l'anode en silicium, au cours du processus de charge et de d\u00e9charge, pr\u00e9sente une expansion et une contraction consid\u00e9rables du volume du mat\u00e9riau, ce qui, d'une part, r\u00e9duit l'efficacit\u00e9 du cycle. D'autre part, le volume global de la batterie change trop, ce qui ne permet pas de l'adapter \u00e0 des applications \u00e0 grande \u00e9chelle. La plupart de ces mat\u00e9riaux sont actuellement en laboratoire, mais on esp\u00e8re que ces d\u00e9fauts seront surmont\u00e9s et commercialis\u00e9s dans un avenir proche.<\/p>

    Les mat\u00e9riaux de s\u00e9paration des batteries lithium-ion<\/h2>

    Le s\u00e9parateur est g\u00e9n\u00e9ralement en plastique, en c\u00e9ramique ou une combinaison des deux films. Sa fonction principale est d'isoler les p\u00f4les de la cathode et de l'anode. Si le s\u00e9parateur est manquant ou endommag\u00e9, le contact entre les p\u00f4les de la cathode et de l'anode provoquera un court-circuit interne, ce qui entra\u00eenera la d\u00e9faillance de la batterie. Il convient donc d'\u00e9viter d'endommager le s\u00e9parateur.<\/p>

    \"Le<\/p>

    Actuellement, le s\u00e9parateur utilis\u00e9 dans les batteries lithium-ion commerciales est un s\u00e9parateur poreux en poly\u00e9thyl\u00e8ne ou en plastique composite multicouche poly\u00e9thyl\u00e8ne-polypropyl\u00e8ne. Ce s\u00e9parateur permet aux ions lithium de passer tout en \u00e9vitant le contact entre les p\u00f4les de la cathode et de l'anode. Certains fabricants utilisent trois couches de membrane composite polypropyl\u00e8ne\/poly\u00e9thyl\u00e8ne\/polypropyl\u00e8ne, lorsque la temp\u00e9rature de la batterie atteint 135 \u2103, au milieu du poly\u00e9thyl\u00e8ne fondu avec le film ext\u00e9rieur de polypropyl\u00e8ne reste la structure compl\u00e8te pour fournir un support m\u00e9canique, la fonte du poly\u00e9thyl\u00e8ne fait des trous ferm\u00e9s dans une membrane dense, entraver les ions de lithium, et donc emp\u00eacher la r\u00e9action des cellules continuent \u00e0 se produire.<\/p>

    La plupart des s\u00e9parateurs polym\u00e8res dans la temp\u00e9rature de la batterie lithium-ion n'est pas tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e (telle que 90~110 deG C) commenceront \u00e0 fondre et \u00e0 r\u00e9tr\u00e9cir, ce qui provoque souvent des courts-circuits internes et d'autres accidents, de sorte que certains fabricants ajoutent des particules de c\u00e9ramique dans le s\u00e9parateur pour am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 dimensionnelle thermique du s\u00e9parateur et am\u00e9liorer ainsi la s\u00e9curit\u00e9 de la batterie lithium-ion. En m\u00eame temps, l'ajout de particules de c\u00e9ramique peut r\u00e9duire la r\u00e9sistance interne et am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 de la batterie.<\/p>

    Les mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrolyte des batteries lithium-ion<\/h2>

    Actuellement, les \u00e9lectrolytes utilis\u00e9s dans les batteries commerciales sont g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 l'\u00e9tat liquide ou g\u00e9lifi\u00e9 et sont principalement utilis\u00e9s comme moyen de transport des ions. L'\u00e9lectrode de la batterie lithium-ion est immerg\u00e9e dans l'\u00e9lectrolyte, dont le solvant est le carbonate d'alkyle (tel que le carbonate d'\u00e9thyl\u00e8ne, le carbonate de dim\u00e9thyle, le carbonate de di\u00e9thyle, le carbonate de m\u00e9thyle-\u00e9thyle, etc.), et le sel de lithium est l'hexafluorophosphate de lithium (LiPF). En outre, afin d'am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 \u00e9lectrochimique et la stabilit\u00e9 thermique de l'\u00e9lectrolyte, divers additifs sont g\u00e9n\u00e9ralement ajout\u00e9s. Le type et le dosage des additifs utilis\u00e9s par les fabricants de cellules sont souvent \"l'arme secr\u00e8te\"<\/p>

    Les diff\u00e9rents additifs d'\u00e9lectrolyte ont des fonctions diff\u00e9rentes. La plupart des additifs ont pour fonction de favoriser la formation d'un film SEI, de r\u00e9duire la perte de capacit\u00e9 et la production de gaz, et d'augmenter la stabilit\u00e9 thermique de la cellule. Par exemple, dans les cellules carr\u00e9es ou cylindriques, les additifs peuvent g\u00e9n\u00e9rer du gaz \u00e0 une temp\u00e9rature sp\u00e9cifique, ce qui permet au dispositif d'interruption du courant (CID) de fonctionner pour prot\u00e9ger la cellule. La formation d'un film SEI est l'une des fonctions importantes de l'\u00e9lectrolyte. Au cours du processus de lithification, l'\u00e9lectrolyte r\u00e9agit \u00e0 la surface pour former un film de passivation \u00e9lectrolytique solide qui ne conduit que les ions lithium, \u00e9galement connu sous le nom de film SEI. Le film SEI se forme g\u00e9n\u00e9ralement au cours du premier cycle, ce qui entra\u00eene une perte de capacit\u00e9 irr\u00e9versible. Toutefois, ce film emp\u00eache le mat\u00e9riau de l'anode de r\u00e9agir continuellement avec l'\u00e9lectrolyte, de sorte que le contr\u00f4le du film SEI contribue \u00e0 la stabilit\u00e9 du syst\u00e8me de batterie lithium-ion.<\/p>

    \"Les<\/p>

    Lorsque la batterie tombe en panne ou que la cellule est cass\u00e9e, l'\u00e9lectrolyte cause de graves dommages. En raison de l'utilisation actuelle de l'\u00e9lectrolyte des batteries lithium-ion, qui sont des \u00e9lectrolytes organiques inflammables, dans le contr\u00f4le thermique de la batterie, les fuites d'\u00e9lectrolyte de la cellule entra\u00eeneront des explosions et d'autres r\u00e9actions violentes. C'est pourquoi l'\u00e9lectrolyte g\u00e9lifi\u00e9, l'\u00e9lectrolyte solide et l'\u00e9lectrolyte aqueux ont fait l'objet d'une grande attention ces derni\u00e8res ann\u00e9es. Les \u00e9lectrolytes sous forme de gel ont beaucoup de points communs avec les \u00e9lectrolytes liquides, mais sont beaucoup moins inflammables. Les \u00e9lectrolytes solides polym\u00e8res ont \u00e9t\u00e9 test\u00e9s dans un certain nombre d'usines, g\u00e9n\u00e9ralement enduits directement sur les s\u00e9parateurs ou les mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrodes cathodiques, mais n'ont pas encore \u00e9t\u00e9 produits en masse.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    \n\t\t\t\t\t\t\tverdoyant\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
    \n\t\t\t\t\t\tBonjour, je suis Greeny. Titulaire d'une ma\u00eetrise en g\u00e9nie \u00e9lectrique, mon expertise porte sur l'exploration des batteries au lithium et l'\u00e9change de batteries au lithium. Je mets l'accent sur la combinaison de l'exp\u00e9rience pratique et des connaissances professionnelles. Gr\u00e2ce \u00e0 une \u00e9criture claire et concise, je m'engage \u00e0 vous pr\u00e9senter l'essence de la technologie des batteries au lithium et des stations d'\u00e9change de batteries.\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tTous les articles\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    what is a lithium ion battery made of\uff1f The cell\u00a0of lithium ion battery consists of only five parts, and there are about 10~20 kinds of materials related to the cell. The battery comprises a cathode material, a anode material and a corresponding fluid collector, separated by a separator between the cathode and anode, and its […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":22989,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1,151,155],"tags":[7,117,130,143],"class_list":["post-22988","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-materials","category-lithium-ion-battery-knowledge","category-lithium-iron-phosphate-battery","tag-battery","tag-battery-cell","tag-lithium-battery","tag-power-battery"],"modified_by":"tycorun666","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22988","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22988"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22988\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/22989"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22988"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22988"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22988"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}