Il y a tout juste 200 ans, le physicien italien Alessandro Volta inventait la première véritable pile en 1800. Il a créé la première batterie en empilant des couches alternées de zinc et d’argent, chaque paire de métaux dissemblables étant séparée de la suivante par un morceau de tissu saturé de saumure. Il s’agit de la première pile galvanique ou primaire, connue sous le nom de « pile de Volta ». Les batteries ont parcouru un long chemin depuis lors. La dernière décennie a été marquée par des avancées majeures et significatives dans la technologie et la science des batteries. De nouvelles batteries secondaires ont été développées et commercialisées, notamment la batterie lithium-ion.
Bien que la plupart des petites piles de consommation soient encore de type primaire, la tendance est de plus en plus à l’adoption de piles rechargeables, plus économiques et plus efficaces. La science et la technologie des batteries au lithium ont dominé le domaine des sources d’énergie avancées pendant un certain temps. Mais les cellules lithium-ion modernes sont largement utilisées et répondent à de nombreuses exigences en matière de performances, en fonction des besoins des utilisateurs. Les cellules lithium-ion sont généralement classées comme étant à haute énergie ou à haute puissance, bien qu’il existe des variantes intermédiaires. La principale différence entre les deux est que les piles au lithium sont des piles primaires alors que les piles au lithium-ion sont des piles secondaires.
Qu’est-ce qu’une pile au lithium ?
La pile au lithium est une pile primaire connue pour sa haute densité énergétique et son faible poids. Les piles au lithium sont couramment utilisées dans les appareils électroniques grand public. Les piles au lithium sont de loin les systèmes de stockage les plus importants disponibles sur le marché. Le lithium possède deux propriétés uniques qui le rendent particulièrement adapté comme électrode négative pour les batteries. Tout d’abord, le lithium est le plus léger de tous les métaux du tableau périodique, avec une masse atomique de seulement 6,94. Deuxièmement, il possède le plus grand potentiel de réduction électrochimique et fournit la plus grande densité d’énergie par poids. La conjonction de ces deux propriétés permet d’obtenir une batterie à haute énergie spécifique. Cependant, les batteries primaires au lithium ne sont pas facilement et sûrement rechargeables, ce qui a conduit à l’invention des cellules secondaires au lithium-ion.
Qu’est-ce qu’une pile au lithium-ion ?
Les cellules lithium-ion sont les sources d’énergie les plus courantes pour les appareils électroniques portables d’aujourd’hui tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les appareils photo, etc. Les cellules secondaires au lithium-ion sont les dispositifs de stockage d’énergie les plus favorables en raison de leur puissance et de leur densité d’énergie élevées, ce qui les rend parfaites pour des applications dans l’électronique portable grand public, les appareils de télécommunications et l’industrie automobile telle que les véhicules électriques hybrides (HEV). Les cellules lithium-ion reposent sur l’insertion réversible d’ions lithium dans les structures des matériaux actifs de la cathode et de l’anode. Les batteries lithium-ion sont apparues pour la première fois dans les années 1990. Bien que les travaux sur les batteries au lithium aient commencé en 1912, ce n’est qu’au début des années 1970 que les premières piles au lithium commerciales non rechargeables sont devenues disponibles. La première batterie lithium-ion (Li-ion) commerciale est apparue en 1991. Depuis lors, la demande de batteries lithium-ion a augmenté de manière exponentielle.
Différence entre Lithium et Lithium Ion
Les bases
– La pile au lithium est une pile primaire connue pour sa haute densité énergétique et son faible poids, et dont l’anode est du lithium métallique. Les piles au lithium sont également appelées piles au lithium-métal. Cependant, les piles primaires au lithium ne sont pas facilement et sûrement rechargeables, ce qui a conduit à l’invention des piles secondaires au lithium-ion. Les cellules lithium-ion sont des cellules secondaires qui reposent sur l’insertion réversible d’ions lithium dans les structures des matériaux actifs de la cathode et de l’anode. Ce sont les dispositifs de stockage d’énergie les plus favorables en raison de leur puissance et de leur densité d’énergie élevées.
Coût
Le coût des batteries secondaires rechargeables lithium-ion est plus élevé que celui des batteries primaires au lithium, et un chargeur est également nécessaire. Néanmoins, les coûts supplémentaires sont compensés après quelques recharges, et l’utilisation de piles rechargeables est ensuite plus viable et plus efficace à long terme. Toutefois, la fréquence d’utilisation est un facteur clé pour décider s’il faut opter pour une pile primaire au lithium ou une pile secondaire au lithium-ion.
Commodité
– Certaines personnes trouvent difficile de devoir se rappeler de recharger les piles. De plus, les batteries secondaires au lithium-ion ont un point de fin de recharge abrupt, ce qui signifie que vous ne saurez jamais exactement quand la batterie se déchargera. En revanche, la baisse de tension des piles primaires au lithium est progressive et vous aurez une petite idée du moment où votre pile est sur le point de se décharger et un avertissement adéquat vous indiquera qu’il est temps de la remplacer. En termes de commodité, les deux types de piles ont donc leurs avantages et leurs inconvénients.
Applications
– Les cellules secondaires lithium-ion sont les dispositifs de stockage d’énergie les plus favorables en raison de leur puissance et de leur densité énergétique élevées, ce qui les rend parfaites pour des applications dans l’électronique grand public portable, les appareils de télécommunication et l’industrie automobile telle que les véhicules électriques hybrides (HEV). En raison de leur densité et de leur puissance élevées, elles sont également utilisées pour certaines applications haut de gamme telles que les besoins militaires sur terre, dans l’air, sur et sous l’eau.
Résumé de la comparaison entre le lithium et le lithium-ion
Bien que la plupart des petites piles de consommation soient encore de type primaire, on observe une tendance croissante à adopter des piles rechargeables plus économiques et plus efficaces. Les piles au lithium sont de loin les systèmes de stockage les plus importants disponibles sur le marché. Mais les piles primaires ne sont pas facilement et sûrement rechargeables. C’est là que les piles lithium-ion secondaires entrent en jeu. Les piles secondaires au lithium-ion sont les dispositifs de stockage d’énergie les plus favorables pour les raisons suivantes