Batterie Lithium Métal Polymère

Le lithium est le plus léger des métaux connus et a un potentiel électrochimique très élevé : tout concourt à en faire un matériau de choix en tant qu’électrode. Cependant alors que des piles au lithium sont utilisées depuis de nombreuses années dans les différentes applications "grand public", l’utilisation du lithium métallique associé à des électrolytes liquides dans des batteries s’est avérée être problématique. Le nombre limité de cycles et les soucis de sécurité associés à l’utilisation du lithium métallique en ont limité l’usage. Aujourd’hui les batteries au lithium des appareils électroniques grands publics n’utilisent pas le lithium sous forme de métal mais en tant qu’ions lithium insérés dans un autre matériau : les problèmes mentionnés précédemment sont partiellement évités au détriment de l’énergie spécifique (Wh/ kg).

La cellule électrochimique élémentaire de la batterie Lithium Métal Polymère (batterie LMP) est basée sur l’utilisation de quatre composants :

Cette cellule élémentaire entièrement solide est constituée de deux électrodes au fonctionnement réversible : l’anode assure la fourniture des ions lithiums lors de la décharge et la cathode agit comme un réceptacle où les ions lithiums viennent s’intercaler. Les deux électrodes sont séparées par un électrolyte polymère solide, conducteur des ions lithiums. La conductivité des ions est assurée par la dissolution de sels de lithium dans le polyoxyéthylène. Pour obtenir une conductivité optimale, la température de ce polymère doit être maintenue entre 80°C et 90°C.

L’anode est en lithium métal alors que la cathode est un matériau composé d’oxyde de vanadium, d’électrolyte et de carbone qui, mélangés, forment un composite plastique. Un collecteur de courant est relié à la cathode pour assurer la connexion électrique.