Le stockage de l’énergie électrochimique en technologie Lithium-ion (Ivan Lucas, Antonin Gajan, Culture Sciences ENS)

Depuis l’invention de la pile de Volta (0,8-1,1 V) en 1800, empilant par alternance des disques métalliques (étain, zinc et cuivre ou argent) séparés par des couches de papier ou par des rondelles de cuir imprégnées de saumure (électrolyte) et les découvertes successives de :

• la batterie d’accumulateurs au plomb par Gaston Planté en 1859 associant du plomb pur et de l’oxyde de plomb PbO2 en milieu acide sulfurique,
• du principe de la pile à combustible en 1839 par Sir William Grove,
• des batteries Nickel-Cadmium par Waldemar Jungner en 1899,
• des batteries nickel hydrure métallique dans les années 1960,  

une nouvelle page du chapitre générateur électrochimique a été tournée avec la découverte en 1980 des batteries au lithium puis lithium-ion. Le développement à grande échelle de cette technologie pour les applications mobiles ou bien intégrées dans des systèmes exploitant les énergies renouvelables (solaire, éolien), avec en toile de fond la transition énergétique souhaitée, est considéré par certains comme un évènement majeur qui pourrait être comparé à l’avènement de la machine à vapeur (1776) ou bien du moteur à explosion (1859). Ce dossier, qui détaille le fonctionnement des accumulateurs au lithium (à distinguer des piles au lithium), ainsi que leurs forces et faiblesses, s’adresse aux enseignants disposant de connaissances en oxydo-réduction et souhaitant introduire dans leur cours la notion de stockage d’énergie électrochimique, et plus généralement aux chercheurs, étudiants et stagiaires cherchant à découvrir ou parfaire leurs connaissances des batteries Li-ion.

Le stockage de l’énergie électrochimique en technologie Lithium-ion

Ce dossier, qui détaille le fonctionnement des accumulateurs au lithium (à distinguer des piles au lithium), ainsi que leurs forces et faiblesses, s’adresse aux enseignants disposant de connaissances en oxydo-réduction et souhaitant introduire dans leur cours la notion de stockage d’énergie électroc…

CultureSciences-ChimieIvan Lucas

Dossier en six parties

1. La réactivité du lithium à l'origine de performances électriques extraordinaires
2. La technologie Li-ion
3. Le parcours du lithium - depuis l'extraction jusqu'à la batterie
4. Évaluation des performances des batteries Li-ion
5. Orientations des recherches actuelles sur les batteries Li-ion
6. Le recyclage des batteries Li-ion