Batterie lithium-manganèse

Comme toutes les technologies, la batterie au lithium-ion a évolué au fil des décennies, intégrant de nouvelles chimies pour différentes applications et des performances accrues. Une pile lithium-manganèse est une pile au lithium-ion qui utilise le dioxyde de manganèse (MnO2) comme matériau primaire de cathode.

La batterie lithium-manganèse est une technologie prometteuse, car l'oxyde de manganèse est abondant, peu coûteux, non toxique et offre une meilleure stabilité thermique. Les batteries Li-manganèse sont utilisées pour les outils électriques, les instruments médicaux, ainsi que pour les véhicules hybrides et électriques.

Les piles lithium-oxyde de manganèse existent en deux versions, l'une avec une structure en spinelle avec une cathode 3D et l'autre avec une structure stratifiée en sel de lithium. Les deux offrent une charge rapide et une décharge à haute intensité avec une stabilité thermique accrue, ce qui les rend idéales pour les dispositifs médicaux, les véhicules électriques et les outils électriques.

L'architecture de type spinelle forme une structure tridimensionnelle qui améliore le flux d'ions sur l'électrode, ce qui se traduit par une résistance interne inférieure et une meilleure gestion du courant. Un autre avantage de la structure en spinelle est une stabilité thermique élevée et une sécurité accrue. Cependant, la durée du cycle est limitée.

La seconde architecture est basée sur le Li2MnO3. Ce matériau a une structure stratifiée qui est faite de couches alternées d'ions lithium et d'ions manganèse dans un rapport de 1: 2. Bien que Li2MnO3 soit électrochimiquement inactif, il peut être chargé à un potentiel élevé (4,5 V). Cependant, l'extraction du lithium à un potentiel aussi élevé entraîne une perte d'oxygène à la surface de l'électrode, ce qui entraîne une faible capacité et une instabilité du cycle.

Applications des Batteries lithium-manganèse

La faible résistance interne des cellules permet une charge rapide et une décharge à haute intensité. Une batterie Li-manganèse de format 18650 peut être déchargée à des courants allant de 20 à 30 A avec une accumulation modérée de chaleur.

Avantages et Inconvénients des Batteries Li-manganèse

Les chercheurs ont trouvé que le manganèse était une ressource fiable pour développer des batteries lithium-ion plus solides et plus durables. Les batteries au lithium-ion (Li-ion) ont démontré leur capacité à répondre aux besoins de stockage d'énergie de nombreuses nouvelles technologies.