Mobilité électrique – fonctionnement des batteries

Les véhicules électriques (et hybrides) qui circulent sur les routes sont quasiment tous équipés de batteries.

Globalement, une batterie délivre une tension d’usage, répond à une durée d’utilisation, nécessite une durée de recharge, subit des cycles de recharge, fonctionne sur une plage de températures et fournit une quantité d’énergie

En mobilité électrique le critère n°1, c’est l’autonomie. Cela va se traduire par la mise en place d’un pack de batteries avec une capacité d’énergie globale exprimée en kilowatt-heure (kWh).

Quel que soit le fabricant, la technologie de la batterie est la même, c’est le lithium-ion, parce qu’aujourd’hui c’est la plus performante.

Le principe de fonctionnement est l’échange des ions lithium entre deux électrodes. Pour proposer le maximum d’énergie sur une batterie, il faut optimiser la différence de potentiel entre les 2 électrodes, en associant une électrode à forte tension à une électrode à faible tension.

Pour l’électrode à faible tension, le lithium est un matériau idéal. Même s’il est instable à l’air en tant que métal, maintenant il est très bien maîtrisé. Utilisé sous forme d’un ion, de taille très petite, il circule très rapidement.

Pour l’électrode à forte tension, l’oxygène a été associé avec d’autres éléments chimiques sous la forme d’un oxyde solide, comme le cobalt, le nickel et le manganèse, pour constituer un matériau d’électrode positive.

Au cours des cycles de charge et décharge de la batterie, l’ion lithium est très vite inséré puis désinséré d’une électrode positive puis d’une électrode négative à travers le liquide appelé électrolyte. Les deux électrodes sont séparées par des feutres isolants pour éviter un court-circuit et toujours imbibées au sein d’un réservoir qui maintient le contact avec les ions lithium.

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