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Physique-chimie04:11Publié le 16/02/2023

Comment fonctionnent une batterie au lithium-ion ?

Science Loop

Comment fonctionnent les piles classiques ? Quel est le rôle de l’électrolyte ? Explications avec Roland et Pauline, dans ce nouvel épisode de l'émission, Science Loop.

Comment fonctionne une pile classique ?

Une pile classique stocke l’énergie qui utilise la réaction chimique de l’électrolyte et de deux électrodes, pour produire une tension électrique. Les premières piles modernes ont été conçues par l’ingénieur Georges Leclanché en 1866. Elles contiennent une solution composée de chlorure d’ammonium, qui est un composé salin, d’où le nom de « pile saline ». Mais, depuis le XIXe siècle, des piles plus performantes ont fait leur apparition. Pour certaines de ces piles, l’électrolyte est composé d’hydroxyde de potassium, qui est un métal alcalin.

La conversion de l’énergie chimique en énergie électrique

La pile fonctionne grâce à une double réaction chimique, appelée la réaction d’oxydoréduction ou réaction redox. Les électrodes sont composées de métaux différents et plongées dans une solution. Lorsqu’on met en contact les deux pôles d’une pile, une réaction chimique a lieu :

  • L’électrode -, qu’on appelle anode, s’oxyde et libère des électrons.
  • Ces électrons passent dans le circuit électrique, pour être captés par l’électrode +, la cathode, qui réduit.

L’électrolyte, une matière inerte

L’électrolyte est une substance qui conduit l’électricité. Bien qu'elle soit présente dans le milieu réactionnel, l'électrolyte n’intervient pas dans la réaction redox, car elle est chimiquement inerte

Peut-on charger une pile ?

Contrairement à une batterie, une pile ne peut pas être rechargée, d’où l’invention des accumulateurs, qui permettent d’inverser le processus de décharge des électrons. Cependant, la durée de vie est limitée, car la réaction chimique pendant la recharge d’une batterie est assez complexe et entraîne des pertes.

Comment fonctionne le lithium ?

Le lithium est un métal alcalin, utilisé dans la production des électrodes de batteries. Quand on branche un circuit sur la batterie, les atomes de lithium perdent des électrons et deviennent des ions, c’est-à-dire des atomes avec une charge positive. 

► En savoir plus avec la partie 2 : Les batteries Lithium-ion, comment ça marche ? [2/2]

Réalisateur : CEA, G. A. Pillot

Producteur : CEA

Année de copyright : 2020

Année de production : 2020

Publié le 16/02/23

Modifié le 17/02/23

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