Contenu
- Bases de Batery
- Électrochimie au plomb
- Electrochimie Lithium Ion
- Caractéristiques de l'acide de plomb
- Caractéristiques du lithium-ion
Deux des types de batterie que vous connaissez le mieux, peut-être même sans le savoir, sont la batterie au plomb et la batterie au lithium ionique. La plupart des voitures américaines contiennent une batterie au plomb, tandis que pratiquement tous les Blackberry et ordinateurs portables sont alimentés par une batterie au lithium ionique. Un type de batterie est bon pour votre voiture et l'autre pour votre téléphone portable provient des produits chimiques utilisés à l'intérieur de chaque type de batterie.
Bases de Batery
Une batterie est un dispositif électrochimique, ce qui signifie qu’elle crée de l’électricité par le biais de réactions chimiques contrôlées entre différentes substances. La plupart des batteries, y compris les batteries au lithium ionique et au plomb, comprennent une anode, une cathode et une substance servant d’électrolyte entre elles. L'anode est généralement la borne positive et un courant électrique y pénètre lorsque la batterie est en cours d'utilisation. La cathode est généralement la borne négative et, lors de son utilisation, un courant électrique en sort. La chimie qui les sépare est ce qui donne au courant électrique sa charge, mais ils ont besoin d’une troisième substance sous la forme d’un électrolyte pour servir de milieu. Si l'anode et la cathode entraient en contact, le résultat serait un court-circuit.
Électrochimie au plomb
L'anode et la cathode d'une batterie au plomb typique sont en plomb et en dioxyde de plomb et sont pontées par un électrolyte constitué d'une solution contenant environ un tiers d'acide sulfurique. Lorsque la batterie décharge de l'électricité, la réaction chimique convertit progressivement les deux électrodes en sulfate de plomb. Recharger la batterie annule partiellement cette conversion.
Electrochimie Lithium Ion
Les batteries au lithium ionique utilisent diverses substances, l’élément commun étant la migration du lithium entre les électrodes lors de la réaction de production d’électricité. Le graphite est généralement utilisé pour fabriquer l'anode, tandis que les cathodes peuvent être constituées d'oxyde de lithium et de cobalt, de phosphate de fer et de lithium ou d'oxyde de manganèse et de lithium, ainsi que d'autres substances à base de lithium. L'électrolyte est typiquement une solution de sel de lithium dans un solvant organique. Recharger une batterie au lithium ionique inverse la migration du lithium dans la chimie des batteries.
Caractéristiques de l'acide de plomb
Les batteries au plomb sont l’un des plus anciens modèles de piles rechargeables, datant du milieu du XIXe siècle. Elles offrent l’un des régimes de batteries les plus faibles en énergie par rapport au poids et par rapport au volume, ce qui les rend très grandes et lourdes pour la quantité totale d’énergie qu’elles peuvent produire. Ils ont un très bon ratio poids / consommation, ce qui signifie qu'ils peuvent délivrer une grosse décharge d'électricité en même temps. Cela les rend parfaits pour les applications nécessitant une forte et soudaine montée en puissance, telles que les démarreurs. Les batteries au plomb sont également peu coûteuses à produire. Cependant, ils ne sont pas très bons dans des rôles qui nécessitent une alimentation en électricité constante, faible ou moyenne sur une longue période. Ils ont également de longs temps de recharge.
Caractéristiques du lithium-ion
Surtout en comparaison avec une batterie au plomb, les conceptions au lithium ionique présentent un rapport poids / puissance et un rapport puissance / volume élevés. Il serait difficile d’imaginer les ordinateurs portables modernes, les téléphones cellulaires et d’autres appareils électroniques assoiffés de pouvoir sans ces piles, car répondre à ces besoins en énergie avec d’autres types de piles signifierait des piles plus saccadées et plus courtes. Il existe même des batteries lithium-ion avec une capacité de surtension importante, comme celle d'une batterie plomb-acide. Cependant, ils ont deux gros inconvénients. Premièrement, ils sont très coûteux à fabriquer. Deuxièmement, leur capacité à tenir une charge diminue même lorsque la batterie n’est pas utilisée. Une batterie au plomb peut fonctionner avec une bonne capacité pendant plusieurs années. Quiconque a gardé la même batterie de téléphone portable ou d'ordinateur portable pendant un an ou deux sait que la même chose ne peut pas être dit de la batterie au lithium-ion typique.