Batterie Li-air

La batterie lithium-air (Li-air) est une cellule électrochimique métal-air qui utilise l'oxydation du lithium à l'anode et la réduction de l'oxygène à la cathode pour induire un flux de courant. L'appariement du lithium et de l'oxygène ambiant peut théoriquement conduire à des cellules électrochimiques ayant la plus grande énergie spécifique possible. Des avancées électrolytiques significatives sont cependant nécessaires pour développer une mise en œuvre commerciale.

Le lithium métallique est le choix typique pour l'anode. Au niveau de l'anode, le potentiel électrochimique force le lithium à libérer des électrons par oxydation sans impliquer l'oxygène cathodique.

À la cathode pendant la charge, l'oxygène donne des électrons au lithium par réduction.

Le carbone mésoporeux a été utilisé comme substrat de cathode avec des catalyseurs métalliques qui améliorent la cinétique de réduction et augmentent la capacité spécifique de la cathode. Le manganèse, le cobalt, le ruthénium, le platine, l'argent ou un mélange de cobalt et de manganèse sont des catalyseurs métalliques potentiels.

Défis de construction des Batteries Li-air

Le principal défi dans le développement de l'anode est d'empêcher l'anode de réagir avec l'électrolyte. Les alternatives comprennent de nouveaux matériaux électrolytiques ou la refonte de l'interface entre l'électrolyte et l'anode. D'autres défis concernent le choix particulier du matériau anodique. Les problèmes pour les anodes de silicium est l'expansion importante de volume (320%) lors de la charge. Les anodes au lithium risquent de subir des dépôts dendritiques de lithium qui peuvent diminuer la capacité énergétique ou déclencher un court-circuit.

Batteries Li-air à électrolyte aqueux: Avantages et contraintes

Une batterie Li-air aqueuse est constituée d'une anode en lithium métallique, d'un électrolyte aqueux et d'une cathode en carbone poreux.

Batteries Li-air à électrolyte solide: Avantages et inconvénients

Une batterie à électrolyte solide est attrayante pour sa sécurité, car il élimine le risque d' inflammation et de rupture. Les batteries Li-air à l'état solide actuelles utilisent une anode en lithium, un électrolyte en céramique, en verre ou en vitrocéramique et une cathode en carbone poreux.