Comment fonctionnent les batteries lithium-ion

Prenant comme exemple la batterie secondaire lithium-ion du système LiCoO pour illustrer son principe de fonctionnement. Généralement, les batteries secondaires lithium-ion sont composées d'une électrode positive, d'un électrolyte, d'un séparateur et d'une électrode négative. Pendant la charge, les ions lithium de l'électrode positive sont libérés de la structure en couches de LiCoO. La valence de l'élément Co augmente de +III à +IV. Le matériau de l'électrode positive subit une réaction d'oxydation. Dans le même temps, les ions lithium migrent vers l’électrode négative de la batterie via l’électrolyte. LiCx est généré en se combinant avec le carbone dans la structure en couches du matériau carboné. Lorsque la batterie est connectée à une charge, les réactions qui se produisent sur les deux électrodes sont les réactions inverses des réactions qui se produisent lors de la charge. Le séparateur est situé entre les électrodes de réaction positive et négative. Le séparateur peut transmettre des ions mais ne laisse pas passer les électrons. Dans le même temps, lorsqu'un certain degré de micro-court-circuit se produit entre les électrodes positives et négatives de la batterie, le séparateur joue également un rôle de blocage et de protection.

Les batteries lithium-ion sont évaluées à 3,6 V. La tension lorsque la batterie est complètement chargée (appelée tension de terminaison) est généralement de 4,2 V ; la tension de terminaison de la batterie lithium-ion est de 2,5 V. Si la batterie lithium-ion continue à être utilisée après que la tension soit tombée à 2,5 V pendant l'utilisation, on parle de décharge excessive, ce qui endommagera la batterie.
Les batteries lithium-ion sont relativement chères. Si ses exigences de charge et d'utilisation ne sont pas satisfaites, il est facile d'exploser et de réduire sa durée de vie. Étant donné que les batteries lithium-ion sont très sensibles à la température, aux surtensions, aux surintensités et aux décharges excessives, toutes les batteries sont équipées de thermistances intégrées (surveillant la température de charge) et de circuits de protection contre les surtensions, les surintensités et les décharges excessives.