Cette thèse est axée sur l'étude de nouveaux matériaux dérivés de sources biologiques, pour la construction de batteries Li-ions éco-compatibles. Actuellement, les électrodes de batterie sont des oxydes de métaux de transition à l'état solide, dont le coût de production est élevé et les émissions de CO2 élevées.
Figure 1 - Exemple de procédé de recyclage des batteries au lithium par hydrométallurgie en boucle fermée (les sels de métaux récupérés de la cathode peuvent être réutilisés pour la synthèse de nouveaux matériaux actifs). Figure adaptée de ChemSusChem, 9 (2016) 3473.
Limited (CATL) est fondée en 2011et est spécialisée dans la fabrication de batteries au lithium à usages stationnaire et mobile. Elle dispose de trois centres de R&D à Ningde, Shanghaï et Berlin. Elle compte parmi ses clients les entreprises automobiles Toyota, BMW, Volkswagen ou encore Honda.
D’autres matériaux comme le graphite et les solvants sont également utiles. Pour avoir un aperçu de la quantité de matériaux utilisés pour la fabrication des batteries pour voitures électriques, une usine d’une capacité de production de 5 GWh réclame 4 000 tonnes de carbonate de lithium et 8 300 tonnes de métaux rares.
Ainsi la combinaison de ces modules de batteries lithium sur mesure en série et en parallèle permet donc de concevoir des batteries au lithium de tension globale entre 3,6V à 1000V. Par ailleurs la densité d’énergie volumique de nos modules en version CORE PACK est en résumé exceptionnelle avec 245 Wh/kg.
De plus, la technologie lithium-ion permet de produire des batteries qui ne nécessitent pas d’entretien, et présentant un taux d’autodécharge extrêmement réduit. Différentes technologies électrochimiques permettent de fabriquer des batteries au lithium :
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