Comment fonctionne une cellule rechargeable : électrochimie réversible

Une cellule rechargeable (secondaire) stocke énergie en forçant réaction redox réversible avec courant externe, puis la libère en laissant réaction se dérouler spontanément.

Charge (Énergie entrante)

1. Chargeur applique tension > OCV cellule.
2. Anode (négative) : Oxydation — métal → métalⁿ⁺ + ne⁻ (ex: LiC₆ → C + Li⁺ + e⁻).
3. Cathode (positive) : Réduction — hôte + ne⁻ + nLi⁺ → LiₙHôte (ex: CoO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiCoO₂).
4. Électrolyte : Li⁺ navette ; électrons circulent externe.
5. Résultat : Liaisons chimiques reformées, état haute énergie stocké.

Décharge (Énergie sortante)

1. Charge connectée ; tension cellule pilote courant.
2. Réactions inverses : anode réduction, cathode oxydation.
3. Li⁺ désintercale anode, intercale cathode.
4. Électrons alimentent dispositif externe.

Composants clés

• Séparateur : Polyoléfine microporeuse (PE/PP) — bloque électrons, passe Li⁺.
• Collecteurs courant : Feuille Cu (anode), feuille Al (cathode).
• Électrolyte : LiPF₆ dans EC/DEC/DMC — fenêtre stable ~0-4,3 V.

Limiteurs durée vie cyclique

• Croissance SEI anode (consomme Li⁺, monte RI).
• Fissuration particules cathode, dissolution métaux transition.
• Oxydation électrolyte haute tension.
• Placage lithium (charge rapide, basse temp) → dendrites → court-circuit.

BMS intelligent gère tension, température, courant pour maximiser cycles.