Différence de potentiel d'électrode
La tension d'une batterie au lithium est déterminée par les potentiels d'électrode des matériaux utilisés. Ces différences de potentiel entraînent des variations de tension. L'électrode positive d'une batterie lithium-ion est généralement constituée d'oxyde métallique de lithium, tandis que l'électrode négative est constituée de matériaux comme le graphite ou les nanotubes de carbone. Lors de la charge et de la décharge, des réactions redox se produisent entre les électrodes positive et négative, générant une tension. Les différences de potentiel redox des différents matériaux entraînent des tensions de batterie variables.
Différences entre les types de matériaux
Les différents types de batteries au lithium, comme les batteries lithium-fer-phosphate (LiFePO4), les batteries lithium-ternaire et les batteries lithium-oxyde de cobalt (LiCoO2), ont des tensions différentes en raison des matériaux utilisés. Par exemple, la tension nominale d'une batterie lithium-fer-phosphate est de 3,2 V, tandis que celle d'une batterie lithium-ternaire et d'une batterie lithium-oxyde de cobalt est de 3,7 V. Cela s'explique principalement par la différence de matériaux entre leurs électrodes positives, ce qui entraîne des variations de potentiel électrochimique, entraînant des tensions de batterie différentes.
Influence des électrolytes
Bien que les différents types de batteries au lithium utilisent des électrolytes au sel de lithium, la tension globale de la batterie peut varier en raison des différences entre les matériaux des électrodes positives et négatives. L'électrolyte joue un rôle essentiel dans la conduction des ions au sein de la batterie, et ses propriétés peuvent affecter sa tension.
Vous trouverez ci-dessous les tensions nominales des différents types de batteries au lithium :
- Phosphate de fer et de lithium (LiFePO4): 3,2 V
- Batterie au lithium ternaire (NCM/NCA): 3,7 V
- Oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO2): 3,7 V
- Oxyde de lithium et de manganèse (LiMn2O4): 3,7 V
- Lithium Nickel Manganèse Cobalt (LiNiMnCoO2): 3,6 V – 3,7 V
- Titanate de lithium (Li4Ti5O12): 2,4 V
- Lithium polymère (LiPo): 3,7 V
- Oxyde de lithium, nickel, cobalt et aluminium (NCA): 3,6 V – 3,7 V
- Phosphate de lithium et manganèse (LiMnPO4): 3,2 V
- Batterie sodium-ion (Na-ion): 3,0 V – 3,3 V
- Batterie au lithium à semi-conducteurs: 3,7 V (varie selon la chimie)
Il s'agit de tensions nominales typiques, bien que les tensions réelles puissent varier légèrement en fonction de la chimie, de la conception et du fabricant spécifiques de la batterie.
Conclusion
Les différents types de batteries au lithium ont des tensions nominales variables, principalement influencées par les matériaux utilisés pour l'anode, la cathode et l'électrolyte. Par exemple, les batteries LiFePO4 ont une tension de 3,2 V, tandis que les batteries ternaires et LiCoO2 ont généralement une tension de 3,7 V. Choisir le bon type de batterie et la bonne tension est crucial pour optimiser les performances et garantir la sécurité.
Date de publication : 23 décembre 2024