Par Edwin Thomas | Mis à jour le 30 août 2022
Une batterie est un dispositif électrochimique qui génère de l'électricité grâce à des réactions chimiques contrôlées entre une anode, une cathode et un électrolyte. Dans tous les types courants, y compris le plomb et le lithium-ion, l'anode est la borne positive et la cathode est la borne négative. L'électrolyte facilite le transport des ions ; sans cela, les électrodes court-circuiteraient.
Les batteries au plomb utilisent respectivement des plaques de plomb et du dioxyde de plomb pour l'anode et la cathode, pontées par un électrolyte d'acide sulfurique dilué (~ 33 % H₂SO₄). Lors de la décharge, les électrodes sont progressivement converties en sulfate de plomb; la recharge inverse cette conversion, rétablissant la composition originale.
Les cellules lithium-ion utilisent une anode en graphite et une cathode fabriquées à partir de matériaux tels que l'oxyde de lithium-cobalt, le phosphate de fer et de lithium ou l'oxyde de lithium et de manganèse. L'électrolyte est une solution de sel de lithium dans un solvant organique. La recharge inverse la migration du lithium qui se produit lors de la décharge.
Les batteries au plomb sont l’un des modèles rechargeables les plus anciens, datant du milieu du XIXe siècle. Ils ont un faible rapport énergie/poids, ce qui se traduit par des packs volumineux et lourds pour la puissance qu'ils délivrent. Cependant, leur rapport poussée/poids élevé les rend idéaux pour les applications nécessitant une poussée soudaine de puissance, telles que les démarreurs automobiles. Les coûts de production sont faibles, mais ils nécessitent de longs temps de recharge et ne sont pas bien adaptés aux charges constantes et de faible puissance.
Par rapport aux batteries au plomb, les batteries lithium-ion offrent un rapport puissance/poids et puissance/volume supérieurs, ce qui permet d'obtenir les appareils minces et durables sur lesquels nous comptons aujourd'hui. Certains produits chimiques peuvent également offrir une capacité de surtension élevée. Les compromis sont des coûts de fabrication plus élevés et une perte progressive de capacité au fil du temps, même lorsque la batterie est inutilisée. Un pack plomb-acide classique peut conserver ses performances pendant plusieurs années, alors que la plupart des batteries lithium-ion grand public se dégradent sensiblement après un à deux ans.
Le choix entre le plomb et le lithium-ion dépend de l'application :les démarreurs lourds bénéficient des performances de pointe et du faible coût du plomb, tandis que les appareils électroniques portables exigent la légèreté et la longévité du lithium-ion. Comprendre la chimie sous-jacente vous aide à adapter la batterie adaptée à vos besoins.