Matériaux pour batteries

L’énergie pour la société de demain

Les batteries (en réalité des accumulateurs) sont issues d’une technologie complexe et sont constituées d’un certain nombre de composants hautement spécialisés. L’énergie électrique est stockée chimiquement et peut être libérée de manière contrôlée. Deux des composants les plus importants qui nécessitent un traitement thermique sont la cathode et l’anode. Dans les batteries, elles sont séparées par une membrane dans un électrolyte conducteur. Le séparateur poreux empêche les courts-circuits internes et l’électrolyte permet un transfert de charge contrôlé entre les deux électrodes.

Fonctionnement des batteries

Actuellement, le matériau de cathode consiste souvent en un composé de lithium, tandis que l’anode est composée d’un matériau contenant du carbone tel que le graphite. Prenons l’exemple de la batterie lithium-ion: Pendant la charge, les ions lithium migrent de la cathode vers l’anode à travers la membrane. Ce transfert implique également le mouvement des électrons, qui circulent librement autour du circuit externe et se relient au lithium au niveau de l’anode. Si un consommateur est connecté, le circuit est fermé et la batterie se décharge. Une réaction inverse se produit alors: Les ions lithium migrent de nouveau dans l’oxyde métallique et les électrons remontent à travers le circuit vers la cathode. Sur le chemin, le consommateur est alimenté en énergie.

Paramètres de performance des batteries

Les limites du potentiel des batteries rechargeables n’ont jamais été atteintes! La recherche de nouveaux matériaux apporte constamment de nouvelles perspectives et le développement de processus à l’échelle industrielle nécessite une nouvelle mise en œuvre à chaque nouvelle génération. Le moteur derrière cette recherche constante est la volonté d’améliorer les batteries pour obtenir des durées de vie plus longues, une plus grande capacité, un poids réduit et une sécurité accrue. Cela représente un énorme potentiel économique, la course au développement est donc loin d’être terminée!

Les paramètres les plus importants pour la recherche et le développement sont:

Densité énergétique

  • La densité énergétique gravimétrique et volumétrique exprime la quantité d’énergie électrique pouvant être stockée par rapport au poids ou au volume de la batterie. Une densité énergétique élevée est cruciale pour une utilisation mobile dans les véhicules électriques ou les smartphones.

Perte de capacité

  • Toutes les batteries ont une durée de vie limitée. Après un certain nombre de cycles de charge, elles commencent à perdre leur capacité même sans utilisation. Pour des batteries durables à l’avenir, il est essentiel de réduire au minimum cette perte de capacité.

Coûts

  • Pour que les batteries rechargeables de haute qualité puissent servir à l’avenir de stockage d’énergie à grande échelle, leur coût doit continuer à baisser. Cette baisse des coûts sera portée par des économies d’échelle au niveau des technologies existantes, ainsi que par des recherches supplémentaires menées sur des matériaux de batterie plus économiques et facilement disponibles.

Courant de charge et de décharge maximal

  • Pour rendre les batteries efficaces, elles doivent charger rapidement. Personne ne veut attendre des heures pour pouvoir continuer à conduire sa voiture électrique. Ainsi, la vitesse de charge et de décharge est un facteur important qui déterminera la fréquence d’utilisation des batteries et des véhicules à motorisation alternative.

Sécurité et réglementation

  • Les règles de sécurité pour une technologie de haute performance comme les batteries sont complexes. Chez IBU-tec, nous avons l’expérience nécessaire pour répondre à ces exigences et minimiser les risques de non-conformité.

Développement de nouveaux matériaux de batterie pour des performances accrues

Les paramètres de performance d’une batterie sont en grande partie déterminés par les matériaux utilisés et leur qualité. Les recherches actuelles mettent constamment l’accent sur le développement de nouveaux matériaux répondant aux exigences de performance croissantes. Un rôle central est joué par les matériaux de la cathode et de l’anode. Ceux-ci nécessitent un traitement thermique, une étape dans laquelle IBU-tec est spécialisé. Nous vous offrons les conditions idéales pour effectuer le processus thermique: notre large portefeuille d’installations et notre longue expérience dans les procédés de traitement thermique sont à votre service pour vous aider à développer et à produire des matériaux de haute qualité.

Nous traitons une variété de matériaux pour les anodes, cathodes et autres composants de la batterie. Si vous avez besoin d’aide pour des projets liés aux matériaux de batterie, nous serons heureux de vous conseiller.