Vue d’ensemble du matériau des batteries au lithium – Taipu Technology

Une batterie lithium-ion est un type courant de batterie rechargeable largement utilisé dans les appareils mobiles, les véhicules électriques et les systèmes de stockage d’énergie. Il comprend différents matériaux de batterie, chacun ayant des fonctions spécifiques. Voici un aperçu des principaux matériaux de batterie concernés : Matériaux d’anode : Graphite : Le graphite est le matériau d’anode le plus courant, capable d’intercaler des ions lithium pendant ...

Vue d’ensemble du matériau des batteries au lithium

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Une batterie lithium-ion est un type courant de batterie rechargeable largement utilisé dans les appareils mobiles, les véhicules électriques et les systèmes de stockage d’énergie. Il comprend différents matériaux de batterie, chacun ayant des fonctions spécifiques. Voici un aperçu des principaux matériaux de batterie concernés :

Matériaux de l’anode :

Graphite : Le graphite est le matériau d’anode le plus courant, capable d’intercaler des ions lithium pendant les cycles de charge et de décharge. Cependant, sa densité de stockage d’énergie est relativement faible.

Silicon : Le silicium offre une densité de stockage d’énergie plus élevée, mais sa tendance à se dilater et à se contracter pendant le cycle peut entraîner des dommages structurels à la batterie. Des recherches sont en cours pour améliorer la stabilité des matériaux en silicium.

Matériaux de la cathode :

Lithium fer phosphate (LiFePO4) : Le LiFePO4 est un matériau de cathode sûr et stable avec une durée de vie plus longue, bien qu’avec une densité de stockage d’énergie relativement plus faible.

Oxyde de lithium et de manganèse (LiMn2O4) : Le LiMn2O4 possède une bonne stabilité thermique et une bonne durée de vie, ce qui le rend adapté aux applications à haute puissance comme les outils électriques.

Oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO2) : Le LiCoO2 excelle dans la densité de stockage de l’énergie, mais en raison de son coût élevé et de son impact environnemental, la recherche se concentre sur la réduction ou le remplacement de l’utilisation du cobalt.

Nickel-cobalt-manganèse (NCM) et nickel-cobalt aluminium (NCA) : Ces matériaux mixtes établissent un équilibre entre la densité de stockage d’énergie, la durée de vie et la sécurité, et sont largement utilisés dans les véhicules électriques, etc.

Électrolyte:

Électrolyte polymère : Dans certaines batteries lithium-ion polymère, les électrolytes polymères sont utilisés comme alternative aux électrolytes liquides traditionnels pour améliorer la sécurité et la flexibilité.

Électrolyte liquide : Les électrolytes liquides courants sont des solutions organiques contenant des sels de lithium, facilitant le transfert d’ions lithium entre l’anode et la cathode.

Électrolyte à l’état solide : Il fonctionne sous forme solide pour faciliter le transfert de charges entre les électrodes positives et négatives. L’électrolyte à l’état solide doit posséder une conductivité ionique élevée et une faible conductivité électronique. L’électrolyte à l’état solide peut généralement être classé en électrolytes solides inorganiques, électrolytes polymères solides et électrolytes solides composites inorganiques-organiques.

Séparateur:

Les séparateurs empêchent les courts-circuits entre les électrodes positive et négative tout en permettant le transfert d’ions lithium à l’intérieur de l’électrolyte.

Collecteurs de courant :

Les collecteurs de courant retenus par des feuilles de cuivre, des feuilles d’aluminium, des languettes, etc., ils guident le flux d’électricité des électrodes vers le circuit externe.

Cas:

Le boîtier de la batterie est divisé en prismatique, cylindrique et pochette selon le type d’emballage ; Selon le matériau, il existe de l’acier, de l’aluminium, du film moulé en aluminium, etc. Leur fonction principale est d’emballer les matériaux de la batterie ensemble ; inhiber la polarisation de la batterie, réduire l’effet thermique et améliorer les performances du taux ; réduire considérablement la résistance interne de la batterie et réduire considérablement l’augmentation dynamique de la résistance interne pendant le processus de configuration ; améliorer l’adhérence entre le matériau actif et le collecteur de courant, et réduire le coût de fabrication des languettes

Additifs électrolytiques :

Les additifs électrolytiques améliorent les performances et la stabilité de la batterie, notamment en améliorant la durée de vie du cycle et en supprimant la polarisation.

Bande:

Le ruban adhésif est également un matériau auxiliaire indispensable dans le matériau des batteries, principalement pour le collage, l’isolation, la protection et d’autres fonctions. Les types sont : ruban de fixation, ruban HMA, film de protection, film de protection PET, film de protection, film de libération de réapprovisionnement au lithium, ruban de gravure de code, ruban d’expansion, ruban de gonflement, film de protection EV, adhésif d’enrobage PU, adhésif structurel de batterie d’alimentation, adhésif de libération UV, film de libération UV, etc.

Autres matériaux auxiliaires :

Les batteries comprennent également des matériaux auxiliaires tels que des additifs conducteurs, des liants et des matériaux d’étanchéité pour maintenir l’intégrité et la stabilité de la structure interne de la batterie.

En ce qui concerne la répartition du marché, les différents matériaux de batteries lithium-ion détiennent des parts de marché variables dans différents domaines d’application. Le marché des véhicules électriques représente un domaine d’application important avec une demande substantielle de matériaux de batterie à haute densité d’énergie et à cycle prolongé. Le marché des appareils mobiles recherche des batteries légères et compactes, ce qui stimule la demande de matériaux à haute densité énergétique. De plus, des secteurs tels que les systèmes de stockage d’énergie et l’aérospatiale adoptent progressivement la technologie des batteries lithium-ion.

Il est important de noter que la technologie des batteries lithium-ion évolue constamment, avec de nouveaux matériaux et technologies susceptibles d’entrer sur le marché pour améliorer les performances, la sécurité et la durabilité des batteries.

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