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Concept
Accumulateur lithium-air
Résumé
Un accumulateur lithium-air, aussi appelé accumulateur lithium-oxygène, est un type d'accumulateur lithium.
La particularité de cette technique est qu'elle utilise l'oxygène contenu dans l'air de l'atmosphère pour fonctionner, ce qui a pour avantage d'alléger le poids de l'accumulateur ainsi que son encombrement.
Conçues dès les années 1970 pour les véhicules, elles ont rencontré un regain d'intérêt dans les années 2000, grâce à des progrès techniques et un besoin croissant de stockage de l'électricité, notamment dans les véhicules et l'informatique embarquée.
On estime que les batteries lithium-air ont potentiellement une énergie spécifique 5 à 15 fois supérieure aux batteries lithium-ion actuelles (en excluant la masse de l'oxygène consommé).
thumb|right|400px|schéma de principe de charge (à gauche) et de décharge (à droite) d'une batterie Lithium-air
La batterie consiste en une électrode négative, l'anode, constituée de lithium métallique et d'une électrode positive, la cathode souvent réalisée en carbone mésoporeux, qui ne participe pas à la réaction mais permet une plus grande surface de réaction, ainsi que la conduction électrique nécessaire au fonctionnement de la pile. Il existe différentes réalisations possibles de l'électrolyte.
Lors de la décharge de la batterie, un atome de lithium cède un électron au circuit électrique et devient un ion lithium positif Li, selon la demi-équation : Li → Li +e. Cet ion traverse l'électrolyte, puis arrivé sur l'électrode positive, il réagit avec l'oxygène (sous forme de dioxygène gazeux) en captant un électron pour former LiO, selon la demi-équation :
O + 2Li + 2e → LiO.
Lors de la charge, c'est la réaction inverse qui se produit. Le LiO cède deux électrons, et produit de l'oxygène et deux ions lithium positif Li, selon la demi-équation : LiO → O + 2Li + 2e. Les ions lithium ainsi produits traversent l'électrolyte, et réagissent sur l'électrode négative pour former du lithium métallique en captant un électron.
La réaction globale de charge et décharge est donc LiO → 2Li +O
La tension nominale d'une batterie lithium-air est de .
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