Comment sont fabriquées les batteries LiPo ?

À l'ère des téléphones portables, lecteurs MP3 et appareils photo numériques, les batteries sont devenues omniprésentes. En vérifiant votre appareil personnel, vous trouverez probablement une batterie nickel-cadmium, mais ce pourrait être une lithium-ion. Un parent de la lithium-ion est la batterie lithium-ion polymère, qui marque une progression par rapport au type lithium standard et à la lithium-ion. Alors que la batterie lithium-ion supplante lentement le type nickel-cadmium, la lithium-ion polymère se présente comme la prochaine progression.

Histoire

Les travaux sur la batterie lithium ont commencé en 1912, mais n'ont été achevés que dans les années 1970, selon Battery University. La version 1912 de la batterie lithium était légère, près de la moitié de la densité du nickel-cadmium. Mais les batteries lithium originales n'étaient pas rechargeables, tout comme les modèles ultérieurs, en raison de l'instabilité du lithium.

Sony a fabriqué la batterie lithium-ion en 1991, et la batterie lithium-ion polymère a suivi cinq ans plus tard. En 2003, Kwon-sun Roh, Jae-myoung Lee et Jon-ha Lee ont inventé une batterie lithium-ion polymère infusée de gel, la progression la plus récente.

Caractéristiques

Une batterie lithium contient une anode en carbone et une cathode en lithium. Un électrolyte permet aux ions de passer entre les deux matériaux, produisant une tension. Une batterie lithium-ion a un électrolyte fluide, tandis qu'une batterie lithium-ion polymère a un électrolyte solide. Cet électrolyte solide a la forme et la consistance d'un film transparent. En raison de l'électrolyte solide, la lithium-ion polymère peut être construite en designs circulaires, enroulés, ou plats, empilés.

Procédé

L'environnement de fabrication d'une batterie lithium-ion polymère est similaire à celui d'une nickel-cadmium. L'assemblage en masse des batteries est réalisé sur des équipements d'usine automatisés, ce qui peut réduire les dommages aux composants de la batterie, selon MPowerUK.

La première étape de la construction lithium-ion polymère est le mélange d'agents liants avec le carbone et le lithium (pour l'anode et les cathodes), qui sont ensuite appliqués sur des feuilles de cuivre (anode) et d'aluminium (cathode). Après séchage, les feuilles enduites sont enroulées ensemble autour de l'électrolyte polymère. Ensuite, les connexions et les bornes sont soudées sur les feuilles enroulées ou les empilements plats, complétant la batterie.

Signification

La première batterie lithium était instable et ne pouvait pas être correctement rechargée. La batterie lithium-ion a été créée pour résoudre ce problème. Mais la lithium-ion, parce qu'elle contenait un électrolyte fluide, nécessitait un boîtier solide, signifiant plus de matériel. De plus, la lithium-ion était instable en surcharge, et elle fuyait souvent son noyau d'électrolyte fluide.

La lithium-ion polymère n'a besoin ni d'un boîtier solide ni d'un réservoir liquide, et elle est plus petite que la lithium-ion. Par rapport à la lithium-ion, le type polymère est stable, il résiste à la surcharge, et il ne fuit pas.

Potentiel

L'électrolyte solide de la batterie lithium-ion polymère peut être fabriqué à des largeurs de la taille d'une feuille de papier. Une batterie polymère pourrait potentiellement être de la taille d'une carte de crédit. Les zones sans électricité pourraient bénéficier du poids et de la taille d'expédition inférieurs de ce type de batterie.

Considérations

Pour la lithium-ion polymère, Battery University liste un rapport coût-énergie élevé par rapport à la lithium-ion, et un coût de fabrication plus élevé, comme limitations. La batterie polymère infusée de gel de 2003 de Roh, Lee et Lee est conçue pour augmenter la capacité de cyclage, réduisant ainsi le rapport coût-énergie, mais elle n'a pas encore été fabriquée en masse.