Quels matériaux pour fabriquer batteries ? Par type chimie
Composition batterie varie selon chimie. Voici matériaux clés pour 5 types rechargeables/primaires les plus courants.
1. Plomb-acide (Ouverte, AGM, Gel)
- Plaque positive : Dioxyde plomb (PbO₂)
- Plaque négative : Plomb spongieux (Pb)
- Électrolyte : Acide sulfurique (H₂SO₄) + eau
- Séparateurs : Polyéthylène microporeux / tapis verre (AGM) / gel silice (Gel)
- Conteneur : Polypropylène (PP)
- Bornes : Alliage plomb
2. Lithium-Ion (LiCoO₂, NMC, LFP, etc.)
- Cathode : Oxyde lithium métal transition (LiCoO₂, LiNiMnCoO₂, LiFePO₄)
- Anode : Graphite (carbone) ou Li₄Ti₅O₁₂ (LTO)
- Électrolyte : LiPF₆ dans carbonates organiques EC/DMC/EMC
- Séparateur : PE/PP microporeux / revêtu céramique
- Collecteurs courant : Feuille aluminium (cathode), Cuivre (anode)
- Boîtier : Acier/Alu canette (cylindrique) ou poche Al-laminé (prismatique/poche)
3. Nickel-Cadmium (Ni-Cd)
- Positive : Oxyhydroxyde nickel(III) (NiOOH)
- Négative : Cadmium (Cd) + poudre métal
- Électrolyte : Hydroxyde potassium (KOH) aqueux
- Séparateur : Nylon / polypropylène
- Boîtier : Acier nickelé
4. Nickel-Métal Hydrure (Ni-MH)
- Positive : Oxyhydroxyde nickel(III) (NiOOH)
- Négative : Alliage absorbant hydrogène (type AB₅ ou AB₂, ex: LaNi₅)
- Électrolyte : KOH aqueux
- Séparateur : Polyoléfine
- Boîtier : Acier nickelé
5. Lithium-Polymère (Li-Po) — Sous-type Li-ion
- Électrolyte : Gel polymère (PEO, PVDF-HFP) ou liquide dans poche
- Emballage : Poche stratifié aluminium-plastique (flexible, léger)
- Autres matériaux similaires Li-ion.
Chimies émergentes
- Sodium-ion : Cathodes Na (NaFePO₄, oxydes feuilletés), anode carbone dur.
- État solide : Électrolyte solide céramique/sulfure/polymère, anode Li métal.
- Redox flow : Électrolytes vanadium/organiques en réservoirs.
Choix matériaux dicte tension, densité énergie, durée vie cycles, sécurité, coût, plage température.