batterie au lithiumUne batterie lithium-ion utilise du lithium métallique ou un alliage de lithium comme matériau de cathode et une solution électrolytique non aqueuse. Elle emploie des matériaux carbonés comme électrode négative et des composés contenant du lithium comme électrode positive. Selon la composition de l'électrode positive, on trouve notamment les batteries lithium-ion à base de cobaltate de lithium, de manganate de lithium, de phosphate de fer lithié et de lithium ternaire.
Quels sont les avantages et les inconvénients des batteries à base de cobaltate de lithium, de manganate de lithium, d'oxyde de nickel-lithium, de matériaux ternaires et de phosphate de fer lithié ?

1. Batterie au lithium-cobalt
Avantages : le cobaltate de lithium présente les avantages suivants : plateau de décharge élevé, capacité spécifique élevée, bonnes performances de cyclage, procédé de synthèse simple, etc.
Inconvénients : Le cobaltate de lithium contient du cobalt, un élément hautement toxique et coûteux, ce qui rend difficile d’assurer la sécurité lors de la fabrication de batteries de grande puissance.

2. Batterie au lithium fer phosphate
Avantages : le phosphate de fer lithié ne contient pas d'éléments nocifs, a un faible coût, une excellente sécurité et une durée de vie de 10 000 cycles.
Inconvénients : La densité énergétique de la batterie lithium-fer-phosphate est inférieure à celle de la batterie lithium-cobalate et de la batterie ternaire.

 
3. Batterie au lithium ternaire
Avantages : les matériaux ternaires peuvent être équilibrés et régulés en termes d'énergie spécifique, de recyclabilité, de sécurité et de coût.
Inconvénients : La stabilité thermique des matériaux ternaires est plus faible. Par exemple, le matériau NCM11 se décompose à environ 300 °C, tandis que le NCM811 se décompose à environ 220 °C.

4. Batterie au lithium-manganate
Avantages : faible coût, bonne sécurité et bonnes performances à basse température du manganate de lithium.
Inconvénients : Le manganate de lithium lui-même est un matériau peu stable et se décompose facilement en produisant du gaz.

Le poids d'une batterie lithium-ion est deux fois plus léger que celui d'une batterie nickel-cadmium ou nickel-hydrogène de même capacité ; la tension de fonctionnement d'une seule batterie lithium-ion est de 3,7 V, ce qui équivaut à celle de trois batteries nickel-cadmium ou nickel-hydrogène en série ; les batteries lithium-ion ne contiennent pas de lithium métallique et ne sont donc pas soumises aux restrictions de transport aérien interdisant le transport de batteries au lithium à bord des avions de passagers.