Le principe de fonctionnement des batteries lithium-ion repose sur l'insertion et la d\u00e9sinsertion des ions lithium entre les mat\u00e9riaux des \u00e9lectrodes positive et n\u00e9gative. Lors de la charge, les ions lithium se d\u00e9sins\u00e8rent de l'\u00e9lectrode positive et migrent vers l'\u00e9lectrode n\u00e9gative \u00e0 travers l'\u00e9lectrolyte, o\u00f9 le mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative est riche en ions lithium. Inversement, lors de la d\u00e9charge, les ions lithium se d\u00e9sins\u00e8rent de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative et retournent vers l'\u00e9lectrode positive. La capacit\u00e9 de la batterie est principalement d\u00e9termin\u00e9e par le nombre d'ions lithium ins\u00e9r\u00e9s et d\u00e9sins\u00e9r\u00e9s de mani\u00e8re r\u00e9versible, et ses performances varient selon les conditions de charge et de d\u00e9charge, ou au cours des cycles. Mais o\u00f9 va le lithium\u00a0?<\/p>\n\n\n\n
Les ions lithium contenus dans la batterie sont principalement stock\u00e9s aux endroits suivants\u00a0:<\/p>\n\n\n\n
(1) Lithium actif qui se d\u00e9place et se d\u00e9sintercale entre les \u00e9lectrodes positive et n\u00e9gative ;<\/p>\n\n\n\n
(2) Lithium inutilisable qui est incorpor\u00e9 dans la couche d\u2019\u00e9lectrode n\u00e9gative et ne peut pas \u00eatre retir\u00e9 ;<\/p>\n\n\n\n
(3) Film SEI form\u00e9 sur la surface des particules d'\u00e9lectrode n\u00e9gative ;<\/p>\n\n\n\n
(4) Le lithium a pr\u00e9cipit\u00e9 sur la surface du rev\u00eatement de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative ;<\/p>\n\n\n\n
(5) Lithium solvat\u00e9 dans l'\u00e9lectrolyte ;<\/p>\n\n\n\n
(6) Fluorure de lithium form\u00e9 par d\u00e9composition de l'\u00e9lectrolyte ;<\/p>\n\n\n\n
(7) Film CEI form\u00e9 sur la surface des particules d'\u00e9lectrode positive ;<\/p>\n\n\n\n
(8) Lithium inutilisable qui ne peut pas \u00eatre retir\u00e9 de l'int\u00e9rieur des mat\u00e9riaux de l'\u00e9lectrode positive.<\/p>\n\n\n\n
Au cours du cycle de charge\/d\u00e9charge des batteries lithium-ion, ou sous diff\u00e9rentes conditions de vitesse de charge et de d\u00e9charge et de temp\u00e9rature, la r\u00e9partition du lithium \u00e0 l'int\u00e9rieur de la batterie se modifie. Des chercheurs de l'universit\u00e9 de M\u00fcnster, en Allemagne, ont \u00e9tudi\u00e9 ce ph\u00e9nom\u00e8ne.<\/p>\n\n\n\n
Au cours de cette \u00e9tude, une structure de batterie en forme de T a d'abord \u00e9t\u00e9 construite. Apr\u00e8s plusieurs cycles de charge et de d\u00e9charge, la batterie est d\u00e9mont\u00e9e et les \u00e9tapes suivantes sont effectu\u00e9es\u00a0:<\/p>\n\n\n\n
.Les \u00e9lectrodes positive et n\u00e9gative sont d'abord nettoy\u00e9es avec du DMC, puis dissoutes dans l'eau par r\u00e9action micro-ondes. Apr\u00e8s dilution des solutions de nettoyage et de dissolution avec de l'eau distill\u00e9e, la teneur en lithium est d\u00e9termin\u00e9e par ICP-AES.<\/p>\n\n\n\n
.Le diaphragme est tremp\u00e9 dans de l'acide chlorhydrique, puis la solution de trempage est dilu\u00e9e et ensuite test\u00e9e pour sa teneur en lithium par ICP.<\/p>\n\n\n\n
.La membrane en nylon utilis\u00e9e dans l'assemblage de la batterie est lav\u00e9e et dilu\u00e9e avec de l'eau distill\u00e9e, puis test\u00e9e pour sa teneur en lithium par ICP.<\/p>\n\n\n\n
.Les autres composants principaux de la batterie sont \u00e9galement test\u00e9s pour leur teneur en lithium ICP apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 lav\u00e9s \u00e0 l'eau distill\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
De plus, \u00e0 titre de contr\u00f4le, les chercheurs ont mesur\u00e9 la teneur en lithium d'une batterie ayant subi un cycle de charge\/d\u00e9charge \u00e0 un taux de 0,1 C, en supposant la formation d'une interface \u00e9lectrolyte solide (SEI) et d'un film d'interface \u00e9lectrolyte-\u00e9lectrode positive (CEI) \u00e0 la surface de l'\u00e9lectrode. L'\u00e9lectrode n\u00e9gative initiale ne contenant pas de lithium, sa teneur dans la batterie t\u00e9moin est consid\u00e9r\u00e9e comme la teneur en lithium ayant contribu\u00e9 \u00e0 la formation du film SEI. La diff\u00e9rence entre la teneur en lithium de l'\u00e9lectrode positive initiale et celle de l'\u00e9lectrode positive de la batterie t\u00e9moin est consid\u00e9r\u00e9e comme la teneur en lithium suppl\u00e9mentaire ayant contribu\u00e9 \u00e0 la formation du film CEI. La pr\u00e9cision de tous les r\u00e9sultats est de \u00b171 \u00b5T.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
The operating principle of lithium-ion batteries is based on the embedding and de-embedding process of lithium ions between positive and negative electrode materials. In the charging state, lithium ions are de-embedded from the positive electrode material and migrate to the negative electrode through the electrolyte solution, where the negative electrode material is in a lithium […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1840,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2018","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news"],"yoast_head":"\n