AKB (batterie rechargeable). Actualités du monde du développement de batteries

Aujourd'hui, nous allons plonger dans l'histoire fascinante du développement des batteries, des batteries et des batteries.

L’humanité n’est jamais restée immobile. Depuis l’Antiquité, nos ancêtres se sont intéressés à toute une gamme de phénomènes physiques et chimiques de toutes sortes. Les scientifiques découvraient constamment quelque chose de nouveau. En règle générale, un tel savoir-faire a d'abord été complètement nié par la science, puis il a été oublié et, après plusieurs décennies, le scientifique déjà oublié a été loué et appelé « l'homme qui a changé le monde ». Vous lisez sûrement ces lignes à partir d'un appareil qui fonctionne à partir d'une prise de courant ou qui dispose de l'un des éléments les plus importants - batterie. Et si l'ancien philosophe grec Thalès n'avait pas prêté attention à l'interaction de la laine et de l'ambre il y a 2 700 ans, si le terme électricité n'avait pas été introduit en 1600 et si Allesandro Volta ne s'était pas intéressé aux plaques de zinc et de cuivre en 1800, peut-être le monde moderne serait bien plus ennuyeux.

Où tout a commencé

La science du Moyen Âge est un phénomène très controversé et déroutant. Cependant, c'est l'existence d'un certain nombre de théories scolastiques qui a donné naissance à un concept tel que progrès scientifique et technique. Plus de 2,5 mille ans s'écouleront avant l'apparition des premières batteries, mais pour l'instant en solaire Grèce fille du philosophe Thalès en essayant sans succès de nettoyer la broche ambrée des petites particules de peluches, de fils et de poussière. Il s’avère que les éliminer n’est pas si facile.

Sous le règne de la reine d'Angleterre Elizabeth I(1533 – 1603) son médecin Guillaume Gilbert de Colchester s'est sérieusement intéressé à la construction d'une boussole, d'aimants, d'ambre et d'autres pierres précieuses qui, après avoir frotté avec la fourrure, attiraient de petites particules de parchemin. Il est apparu clairement que malgré certaines similitudes, magnétisme Et électricité(terme inventé par Hilbert lui-même) sont d’une tout autre nature. Un aimant est capable d'attirer exclusivement le fer, tandis que l'électricité provoquée par le frottement est capable d'attirer des particules d'origine non métallique.

Le concept d'« attraction » au Moyen Âge était classé comme "aimants". Tous les phénomènes complémentaires, comme le vent et les moulins, le soleil et la chaleur, étaient attribués par les hommes et les femmes aux aimants. La haine des chiens et des chats, des amis et des ennemis, de la glace et du feu a été attribuée à la catégorie "feamides", et en magnétisme, ce concept a été confirmé nord Et du sud pôles de l'aimant. Avec l’avènement de l’électricité, les « aimants » et les « feamides » deviendront familiers grâce aux marquages "plus" Et "moins", que l’on retrouve sur n’importe quelle batterie.

Dans les expériences ultérieures du bourgmestre Otto von Guericke utilisé comme source d'électricité boule de soufre. Pendant la rotation, il était tenu avec les mains et la charge électrique accumulée était transférée à une barre métallique, qui sera plus tard appelée "Pot de Leyde"- l'attribut principal d'un prestigieux laboratoire médiéval, devenu le prototype de la batterie moderne.

Après introduction notions d'électricité V 1600 an et jusqu'à début XIX siècle, une tempête d’expériences liées à l’étude de matériaux capables de provoquer ce que l’on appelle le « magnétisme temporaire universel » a déferlé sur l’Europe. Pendant ce temps, en France, un scientifique menait son expérience, dont le nom restait à jamais indissociable de tout appareil électrique.

Grande Volt

Désireux de comprendre la nature de l’électricité et littéralement « sentir son goût », Alexandre Volta expérimenté avec des pièces fabriquées à partir de différents métaux. En plaçant l'un d'eux sur la langue et l'autre en dessous et en les connectant avec un fil, Volta a noté la présence d'une caractéristique goût acide. Tellement poignant Papilles gustatives l'homme a conduit à la découverte électricité galvanique, un phénomène décrit par un médecin, anatomiste et physicien italien au milieu du XVIIIe siècle. Luigi Galvani, menant des expériences sur la dissection des grenouilles.

La prochaine étape était la conception première batterie électrique, dont le principe de fonctionnement était l'immersion cuivre Et plaques de zinc connectés en série dans une solution acide. L'invention de la première source de courant chimique obtenue en laboratoire est généralement datée 1798 année, et son auteur était Allesandro Volta.

Au cours des cinq prochaines années, la recherche sur les batteries voltaïques connaîtra un véritable essor. 1801 l'année a été marquée par l'émergence alimentation à court terme. Réaliser des expériences, Gotéro(Physicien français), en utilisant de l'eau, des électrodes de platine et du courant, a prouvé que même après l'arrêt de l'alimentation en courant, les électrodes continuent d'émettre de l'électricité. Deux ans plus tard, un chimiste allemand Johann Ritter, remplaçant les électrodes de platine par des électrodes de cuivre et formant à partir d'elles une chaîne de plaques disposées avec des morceaux de tissu, il construisit première batterie secondaire- en d'autres termes, la première batterie rechargeable capable d'abord d'accumuler de la charge puis de la restituer progressivement sans la participation de « recharge galvanique ».

Cinquante tasses en cuivre, un chiffon imbibé d'une solution saline et un pôle de tension ont marqué le début de l'ère des batteries avec la possibilité de plusieurs cycles de charge-décharge. Une nouvelle science émerge - électrochimie. Commencé dans 1854 année par un médecin allemand Wilhelm Singsteden des expériences sur l'utilisation d'électrodes en plomb et leur comportement dans l'acide sulfurique, cinq ans plus tard, ont abouti à une découverte importante d'un ingénieur français Gaston Plante. DANS 1859 L'année suivante, Plante mène des recherches avec des feuilles de plomb enroulées dans un tube et séparées par des bandes de tissu. Lorsqu'elles sont immergées dans de l'eau acidifiée et sous l'influence du courant, les plaques de plomb sont recouvertes d'une couche active active. Le passage répété du courant a entraîné une augmentation progressive de la capacité première batterie au plomb, mais la mise en œuvre routinière de ce processus à forte intensité de main d'œuvre (la fabrication nécessitait environ 500 heures) a entraîné une augmentation du coût final de la batterie. De plus, la charge potentielle de la batterie était relativement faible.

L'héritage de Singsteden et Plante sera amélioré après 23 ans par un scientifique Camille Fauré, qui a révisé le processus de fabrication des plaques utilisées dans la batterie. Il est devenu possible d'accélérer la formation de la couche active grâce à revêtement de plaques avec des oxydes de plomb. Sous l'influence du courant, la substance s'est transformée en peroxyde et les oxydes résultants ont acquis structure poreuse, favorisant l'accumulation de gaz sur les électrodes.

Parallèlement au développement et à l'amélioration des batteries au plomb, des travaux ont été menés sur la construction de cellules Leclanchet « humides » et de leurs successeurs. batteries carbone-zinc, proposé dans 1888 année Karl Gassner et sont toujours utilisés aujourd'hui.

Pendant longtemps, les batteries, l'électrochimie et tout ce qui est associé à l'utilisation de milieux acides, de plaques et d'électricité galvanique ont excité les esprits d'un cercle exclusivement limité - scientifiques, physiciens, chimistes et médecins. La situation a radicalement changé avec l'avènement de 1827 année dynamos- d'abord générateur électrique courant continu. L’évolution des générateurs a, à son tour, poussé le développement des batteries et des batteries. Les expériences à profil restreint de Volt ont finalement commencé à recevoir des applications industrielles.

L'ère industrielle des batteries

DANS 1896 an aux Etats-Unis, une entreprise ouvre dans l'état de Columbia Société nationale du carbone(CNC). NCC devient la première entreprise spécialisée dans la production de masse piles sèches et batteries. Au cours des cent prochaines années, la National Coal Company connaîtra deux étapes de changement de marque : premièrement, NCC deviendra Prêt à tout, et aujourd'hui nous la connaissons sous le nom Énergisant.

La méthode de Faure consistant à remplir les plaques sur une longue période constituera la base de la construction de presque tous les types de batteries. À la recherche d'une alternative à la batterie au plomb obsolète (selon les normes de la fin du XIXe siècle) et tente de résoudre les deux principaux problèmes de cette source d'énergie autrefois révolutionnaire (taille énorme et capacité inefficace), en 1901 inventeur légendaire Thomas Edison Et Waldmar Jungner Parallèlement, un type de batterie sans plomb est breveté : nickel-cadmium Et nickel-fer.

La batterie de Jungner était constituée d'une plaque positive en nickel. Une feuille de cadmium a été utilisée comme négatif. Une augmentation significative de la capacité, une réduction de poids multiple et une recharge régulière sans prétention ne pourraient pas résister application pratique en raison du coût élevé du processus de fabrication des batteries nickel-cadmium. Un élément de remplacement digne de ce nom était l'élément nickel-fer proposé par Edison, qui a reçu le nom pile alcaline.

Le développement de l’ère de l’électricité, l’émergence de puissants générateurs industriels, transformateurs et l’électrification mondiale entraînent une forte augmentation de la popularité des batteries portables. Les piles alcalines commencent à être utilisées dans la construction navale et la construction mécanique, dans les transports et dans les centrales électriques. Les premières voitures électriques font leur apparition dans les rues et les concepteurs ont déjà réussi à formuler des principes de construction batteries avec des tensions différentes.

À la recherche du cas parfait

Les expériences avec l'électricité et les tentatives de construction des premières batteries étaient indissociables de l'utilisation d'acide ou d'acide Environnement aquatique. Pour une expérience réussie, tout liquide nécessite un récipient approprié et la batterie nécessite son propre boîtier.

Pendant longtemps, les boîtiers de batteries étaient fabriqués à partir de arbre. Hélas, les réactions se produisant lors de l'oxydation des électrodes et de l'environnement acide des batteries ont conduit à la destruction rapide de la coque organique. L'arbre est remplacé par ébonite– du caoutchouc à haute teneur en soufre, qui possède des propriétés d'isolation électrique élevées.

La norme généralement acceptée utilisée dans la construction de batteries composites au début du 20e siècle consistait à former une batterie à partir de plusieurs cellules dont la tension de fonctionnement était de 2,2 volts. Les premières « piles à doigts » sont apparues dans un passé lointain. 1907 année. Depuis, leur apparence a peu changé. Batterie avec tension 6 volts(trois éléments de 2,2 V chacun) sont restés la norme dans la production automobile jusqu'au début des années 50. Les éléments pour 12 et 24 Volts avaient une spécialisation plus étroite. Dans la première moitié du siècle dernier, personne ne pensait à l'esthétique en génie mécanique, donc toute batterie semblait très bâclée. Le corps en ébonite avec des éléments rembourrés et des ponts rugueux en saillie était étroitement rempli de mastic.

Invention de scientifiques allemands Schlechta Et Ackermann et démonstration en 1932 L'année du processus de fabrication des plaques embouties pour batteries ne pouvait qu'affecter l'apparence des batteries. En 1941, une société autrichienne intervient dans la production d'étuis. Baren, qui a mené une série d'expériences pour développer des matériaux synthétiques. Six ans plus tard, le Français Neumann propose un dessin batterie scellée au nickel-cadmium. Parallèlement, l'ensemble de l'industrie se tourne vers des batteries d'une tension de 12 volts, et obtenu synthétiquement entreprise américaine Contrôles Johnson polypropylène devient la base de la fabrication du boîtier de toute batterie. Ils sont devenus plus légers, plus pratiques, ne craignant plus les chocs et les restrictions strictes lors de la recharge.

Présent et avenir prévisible

Le développement de l'industrie des batteries évolue si rapidement qu'il est presque impossible de suivre la série de découvertes survenues au cours des cinquante dernières années. Il existe aujourd'hui plus de 30 types de batteries dont la construction utilise deux électrodes différentes, ce qui détermine leur nom : nickel-zinc, lithium-titanate, zinc-chlore. Parmi cette abondance du quotidien, nous n’en rencontrons que quelques-unes.

Raison pour laquelle appareils mobiles Leur évolution rapide n'a commencé qu'à partir du début des années 90 du 20e siècle et, au cours des 35 dernières années, elles sont passées de «valises» encombrantes et encombrantes à des boîtiers plats ultra-compacts, qui résident précisément dans les batteries.

DANS 1991 année entreprise Sony sort en premier Batterie aux ions lithium. Ce type de batterie portable remplace les batteries nickel-cadmium (Ni-Cd) et nickel-hydrure métallique (Ni-MH), autrefois largement utilisées, inventées au début du siècle dernier.

Les batteries lithium-ion présentent de nombreux avantages : elles se chargent un ordre de grandeur plus rapidement que les batteries au nickel, ont une durée de vie plus longue et une grande capacité de réserve. Les batteries Li-ion se sont généralisées dans le domaine de l'électronique portable, et les solutions proposées par les ingénieurs ont permis non seulement d'augmenter considérablement les courants de décharge maximaux, ce qui a permis d'utiliser ce type de batterie dans des environnements d'équipements de forte puissance , mais aussi pour assurer une augmentation impressionnante de la capacité.

Date d'ajout : 2011-06-29

Motivé représentants des ventes il est entendu que le représentant commercial souhaite effectuer certaines tâches contre une récompense monétaire appropriée de la part de l'employeur. En d’autres termes, une motivation compétente et digne encourage un représentant commercial à faire quelque chose avec plus de zèle. En conséquence, après avoir mené des activités de motivation, l'entreprise reste bénéficiaire, se développe et grandit.

Dans la plupart des cas, un commercial reçoit un salaire + une prime. La motivation appartient à la partie bonus salaires représentant des ventes.

Il existe une grande variété de programmes de motivation. Considérons uniquement les plus courants.

Pourcentage des exportations.

Une bonne motivation, à condition que le produit fourni se vende bien. L'essentiel est de ne pas en faire trop avec les expéditions si vous vendez des denrées périssables. Sinon, vous risquez d’obtenir un remboursement important plus tard. Parmi les inconvénients de ce type de motivation, on peut noter la faible représentation de l'assortiment dans les rayons (c'est-à-dire ce qui se vend le mieux, le commercial en ressort des « tonnes » et, en règle générale, oublie d'élargir l'assortiment au sein d'un groupe d'un certain produit). Une telle motivation n'est pas non plus particulièrement bénéfique si l'entreprise fournisseur vend ses marchandises et attire en outre des produits. Le fabricant peut perdre les ventes de ses propres produits si les références partent mieux et plus rapidement.

En conséquence, le type de motivation suivant me vient à l’esprit.

Réalisation du plan de vente séparément pour ses propres produits et séparément pour l'attraction.

Dans cette situation, le commercial doit contrôler à la fois l’expédition de ses propres produits et ceux apportés. Ce type la motivation, à mon avis, est la plus bénéfique pour les entreprises qui non seulement produisent, mais vendent également leurs propres produits par elles-mêmes (par l'intermédiaire de leur équipe de commerciaux).

Habituellement, ce point de motivation est le principal de la partie bonus et s'élève à environ 40 à 60 %.

Toutes les entreprises ne paient pas d’argent à leurs représentants commerciaux pour maintenir leurs comptes clients en bon état. À mon avis, c'est une omission. C'est simple. Que dit la loi du commerce ? Marchandise-argent-marchandise. Et plus ce cycle s’inverse, mieux c’est pour l’entreprise. Il pousse vers le haut, en largeur et dans toutes les directions. Par conséquent, il est conseillé d'allouer environ 20 à 25 % de la partie bonus pour maintenir des créances normales. Si un représentant commercial n'a pas de comptes clients en souffrance à la fin de la période de référence ou s'il est minime, ce serait un péché de ne pas lui accorder de prime pour son bon travail.

L'une des motivations les plus utiles d'un employeur. La logique est simple : plus une entreprise couvre une part de marché importante, plus elle devient un acteur important aux yeux de ses fournisseurs potentiels de nouveaux produits attirés. En conséquence, les grandes entreprises peuvent dicter leurs conditions aux fournisseurs et extraire elles-mêmes De meilleures conditions et les prix.
Ils motivent les commerciaux à ouvrir de nouveaux points de vente de différentes manières. Quelqu'un paie un certain montant pour chaque nouveau point. Mais ce n'est pas tout à fait exact en ce qui concerne les différents représentants commerciaux. Après tout, un commerçant a une clientèle active (ACB) de 50 points de vente, et l'autre en a 100. L'emploi est un peu différent, vous en conviendrez. Par conséquent, il est plus judicieux d'allouer les mêmes 20 à 25 % de la partie bonus au développement de la clientèle et de fournir à chaque commercial un plan individuel d'ouverture de nouveaux points de vente.

De temps en temps, il est utile d’alterner les programmes de motivation. Ceci ne s’applique qu’à la mise en œuvre du plan d’expédition. Soit dit en passant, le plan d'expédition est généralement toujours augmenté par rapport à l'exportation réelle du mois précédent. Selon la saison (si le produit présente une telle dépendance), le plan passe de 10 (pour les commerciaux particulièrement distingués) à 40 (pour ceux qui ont « échoué » le plan du mois précédent)%. Tout cela est nécessaire à la croissance de l’entreprise pour qu’elle ne marque pas le pas.

Coefficient action utile représentant commercial (KPD).

Cette motivation ne s'applique pas au rapport du nombre de commandes divisé par le nombre de visites. Ici, l’efficacité signifie ce qui suit.
Disons qu’il y a « notre propre » produit et des produits attirés. « Votre » produit peut contenir plusieurs groupes de produits. La même chose s’applique à l’externalisation, et il peut y avoir plusieurs fournisseurs différents. L'entreprise souhaite s'assurer que chaque point de vente dispose de toute la gamme de produits qu'il propose. Idéalement, une efficacité de 100 % sera atteinte lorsque tous les points seront chargés en un mois par tous les groupes de biens et fournisseurs (externalisés). Pour un certain nombre de raisons, cela ne peut pratiquement pas se produire si vous possédez plus d'au moins 50 points de vente. Mais nous devons nous efforcer d’y parvenir. Il n'y a pas de limite à la perfection.

La motivation des commerciaux concernant l'efficacité peut être la suivante. L'idéal (100 %) est considéré comme le meilleur indicateur d'efficacité pour l'ensemble de l'entreprise pour le mois précédent (par exemple, il s'agit de 70 % du maximum possible). Sur la base des résultats du mois en cours, un verdict est rendu sur qui bénéficie de ce bonus. Vous pouvez définir un seuil minimum (par exemple, de 80 à 90 % meilleur résultat le mois dernier, le bonus est payé).
Motivation très efficace. Testé plusieurs fois selon ma propre expérience.

Motivation du fabricant et des produits attirés.

Pourquoi le plomb et l'acide sulfurique ?

Les acheteurs se posent souvent la question : existe-t-il des batteries plus modernes en vente ? Pourquoi les vendeurs ne proposent-ils que des batteries au plomb « traditionnelles », inventées en 1859 ? Et pourquoi n’ont-elles pas été remplacées par des batteries plus modernes au nickel-cadmium, au nickel-hydrure métallique et au lithium-ion ? Ils sont plus volumineux et ne contiennent ni acide toxique ni plomb.

La réponse est simple : ils présentent des inconvénients inacceptables pour batteries de voiture. Pour le nickel-cadmium - haut niveau une autodécharge, un « effet mémoire » qui rend la recharge difficile, et une toxicité du cadmium supérieure à celle du plomb. Les niveaux d’autodécharge du nickel-hydrure métallique sont encore plus élevés. Les batteries lithium-ion sont explosives, coûteuses et perdent leur charge lorsqu'elles sont utilisées. basses températures. Charger une batterie lithium-ion n'est pas facile : cela nécessite un Chargeur, fonctionnant selon un algorithme spécifique.

Donc « par la somme des indicateurs » ce sont les batteries au plomb qui restent aujourd'hui la meilleure option de tous les possibles.

Calcium ou « hybride » ?

Les acheteurs sont effrayés par le mot « hybride » sur l’étiquette de la batterie. Et le vendeur ne peut pas toujours expliquer ce qu’est cette « hybridité ».

Une batterie standard se compose de six « boites » de batterie connectées en série dans un seul boîtier. Dans chaque pot, les plaques d'électrodes positives et négatives alternent, recouvertes d'une couche de masse active - les positives sont en dioxyde de plomb et les négatives sont en plomb spongieux. Les électrodes (elles se présentent sous forme de grilles) sont en alliage de plomb. Mais le plomb pur est un matériau fragile et il est donc allié - de petites portions d'antimoine ou de calcium sont ajoutées à l'alliage.

Il n'existe aujourd'hui pratiquement pas de batteries à l'antimoine « pures » - l'antimoine est un catalyseur pour l'électrolyse de l'eau, et une telle batterie « bout » souvent. Pour résoudre le problème de l’ébullition, l’antimoine a été remplacé par du calcium.

Ainsi, le marché vend désormais soit des batteries « hybrides » (électrodes positives additionnées d'antimoine et électrodes négatives additionnées de calcium), soit des batteries « calcium » pures (toutes les électrodes sont constituées d'un alliage plomb-calcium). La batterie « calcium » a ses avantages, notamment un faible niveau d'autodécharge (perte de 50 % de capacité en 18-20 mois) et une consommation d'eau minime due à l'évaporation (1 g/Ah). Cependant, ils présentent un inconvénient : après deux ou trois décharges profondes, une telle batterie ne peut plus être chargée. La batterie « hybride » n’a pas de tels problèmes. Mais la consommation d'eau qu'elle contient est une fois et demie à deux fois supérieure à celle de l'eau « calcique », du fait de la présence d'antimoine. Et le niveau d'autodécharge est plus élevé (perte de la moitié de la capacité en 12 mois). Mais en même temps, les batteries « hybrides » ne nécessitent pas non plus d'« entretien », c'est-à-dire l'ajout d'eau distillée à l'électrolyte.

Liquide ou gel ?

Les électrodes de la batterie sont placées dans un électrolyte, une solution d'acide sulfurique. Il existe ainsi deux types de batteries : à électrolyte liquide et à électrolyte « non liquide ». Les plus courantes sont les batteries à électrolyte liquide - elles sont plus simples et, par conséquent, moins chères. De plus, ils disposent de réserves d’énergie suffisantes pour tous les consommateurs d’une voiture standard.

Concernant les batteries à électrolyte « non liquide » (parfois elles sont toutes appelées à tort « gel »), la question est plus complexe. Les batteries dans lesquelles l'électrolyte est effectivement amené à l'état de gel à l'aide de gels de silice sont désormais extrêmement rarement utilisées : uniquement dans les motos, et même alors exclusivement. Dans les batteries à électrolyte « non liquide », tout l’espace libre entre les électrodes est rempli d’un matériau microporeux saturé d’électrolyte. Il s'agit de la technologie AGM (Absorbed Glass Material), qui augmente l'efficacité de la masse active grâce à une meilleure absorption des acides, ce qui donne un courant de démarrage plus élevé, une résistance aux décharges profondes et une durabilité. Ce sont ces batteries qui conviennent le mieux aux voitures équipées d'un système Start&Stop et d'un système de récupération d'énergie au freinage. Mais ce ne sont pas des « gels »…

Les batteries dotées de la technologie « intermédiaire » - EFB (Enhanced Flooded Battery) - sont aujourd'hui très demandées sur le marché. Elle est également appelée « technologie des électrodes humides ». Dans une telle batterie, les électrodes sont recouvertes de sortes d'« enveloppes » en microfibre. Ils retiennent également l'électrolyte, ce qui garantit la stabilité aux décharges cycliques. Mais la batterie elle-même est remplie d’électrolyte liquide.

Polarité – Asie ou Europe ?

Avant de proposer une batterie à un acheteur, il convient de lui demander dans quel pays sa voiture a été assemblée. Parce que les voitures asiatiques et européennes sont conçues pour différents emplacements de bornes de batterie.

En termes simples, la polarité « droite », également connue sous le nom de polarité « européenne », signifie que lorsque la batterie est dans la position « bornes les plus proches de vous », la borne positive est à gauche et la borne négative à droite. Pour une batterie à polarité « inversée », c'est-à-dire « asiatique », tout est exactement le contraire. De plus, le diamètre des bornes de contact peut différer entre « Europe » et « Asie ». Par exemple, sur le type Euro (Type 1), la borne « positive » a un diamètre de 19,5 mm et la borne « négative » a un diamètre de 17,9 mm. Et pour le type Asie (Type 3), le « plus » a un diamètre de 12,7 mm et le « moins » - 11,1 mm. Par conséquent, il est toujours possible d'installer une batterie japonaise sur une voiture européenne (d'ailleurs, cela inclut également les « Coréens » assemblés en Russie) : il existe des adaptateurs allant des bornes fines aux bornes européennes « épaisses ».

De plus, il existe plusieurs tailles de batterie. Et il se pourrait bien que «l'Asiatique» n'obtienne tout simplement pas une place régulière en raison du fait qu'il est plus petit ou plus grand...

Ce qui compte vraiment

Les vendeurs disent : l'acheteur ne sait presque toujours pas ce dont il a réellement besoin. Et c’est pour cela qu’il se pose toutes ces questions sur les batteries « calcium », « gel », « lithium-ion », « japonaises ». Par conséquent, il est important que le vendeur explique à l'acheteur ce qu'il veut - et pourquoi il veut exactement cela !

Ainsi, trois paramètres sont les plus importants pour une batterie.

1. Capacité électrique nominale (Ah), elle est déterminée par la production d'énergie d'une batterie complètement chargée pendant une décharge de vingt heures. Par exemple, la désignation 6ST-60 signifie que la batterie fournira un courant de 3 A pendant 20 heures et qu'à la fin la tension aux bornes ne descendra pas en dessous de 10,8 V. Cependant, cela ne signifie pas une dépendance linéaire de la décharge temps sur le courant de décharge. La batterie ne sera pas en mesure de fournir une énergie stable pendant une heure entière.

Il existe également un paramètre « non officiel » - « capacité de réserve ». Il est mesuré en minutes - combien de temps la batterie peut fonctionner pour elle-même et pour le générateur. Par exemple, la capacité de réserve d'une batterie de voiture particulière avec une charge de 25 A et une chute de tension jusqu'à 10,5 V doit être d'au moins 90 minutes.

2. Tension nominale - pour une batterie de voiture particulière, elle est de 12 V. Elle peut diminuer lorsque la batterie est déchargée et qu'il y a une charge de courant élevée. Mais vous ne devriez pas expérimenter en installant une batterie avec une tension plus élevée...

3. Courant de démarrage à froid (CCA - Cold Cranking Ampères). Ce paramètre est particulièrement important en Russie : il représente la quantité de courant que la batterie est capable de délivrer à une température de -18 o C pendant 10 secondes, avec une tension d'au moins 7,5 V. Plus le courant de démarrage à froid est élevé, plus il sera plus facile de démarrer le moteur en hiver.

Tous ces paramètres sont marqués sur le boîtier de la batterie.

De quoi parler avec l'acheteur ?

Tout d'abord, le vendeur doit être attentif au fait que la lumière du client est mauvaise, qu'elle tourne faiblement et ne dure pas longtemps, et que tout le monde n'a pas de fils pour « s'éclairer ». Et alors seulement, demandez :

a) Quel âge a la voiture ?

b) Pays de fabrication ?

c) L'acheteur conduit-il en hiver ou le gare-t-il par temps froid ?

d) Le véhicule est-il équipé du système Start&Stop et de la régénération de l'énergie de freinage ?

e) La voiture est-elle garée dans le garage la nuit ou « sous les fenêtres » dans la cour ?

f) La voiture est-elle réglée, est-elle équipée d'équipements électriques supplémentaires : chauffages, équipements d'éclairage non standards, etc. ?

g) Et le plus question principale- Quel montant d'achat l'acheteur attend-il ?

Si l'acheteur possède une voiture « ancienne » ou réglée, il vaut la peine de lui recommander une batterie d'une plus grande capacité, par exemple, au lieu de 50 Ah, prenez 55 Ah. Mais il n'est pas nécessaire d'en faire « trop » : les générateurs ont une puissance strictement définie et il n'est pas recommandé de les surcharger. Et cela ne vaut pas non plus la peine d’obliger l’acheteur à payer un supplément.

Si la voiture est un « SUV » ou un « SUV » et est conduite par des amateurs de voyages à la campagne, alors ils devraient recommander une batterie AGM. De telles batteries ont un courant de démarrage à froid assez élevé, jusqu'à 135 %, une résistance aux cycles plus élevée et une capacité de décharge profonde très élevée.

Toute entreprise atteint tôt ou tard un plafond de ventes. Le travail avec les distributeurs a été établi, le produit occupe de bonnes étagères dans les magasins et les efforts de marketing n'ont plus beaucoup d'effet. Comment augmenter qualitativement les ventes ? Il propose sa propre méthode.

Au lieu d'une préface

Le niveau établi des ventes secondaires (ci-après, sauf indication contraire, « ventes » désigne les ventes de marchandises aux points de vente au détail - ventes « en rayon ») de produits en dit long. Il s'agit tout d'abord de certains succès de la politique marketing précédente, de la présence d'une base de clientèle, présence dans les rayons des magasins, mécanismes de travail de la politique commerciale, équipe, etc.

Tout ce qui a été fait auparavant a déjà donné certains résultats et une expérience inestimable dans l'interaction avec le marché a été acquise. Reste à comprendre quelles décisions de gestion ont été efficaces et pourquoi ? Qu’est-ce qui n’a pas été fait, quels processus peuvent être améliorés ?

Il est à noter que dans cette situation, le manager commence le plus souvent à brandir son sabre comme si « Chapaev sur un cheval de guerre », propose l'une après l'autre des stratégies de promotion toutes faites et auparavant réussies (sur d'autres produits et dans d'autres entreprises), ce qui, dans des conditions d'incertitude du marché, ne réussit que dans 50 % des cas. Soit un remplacement « à chaud » de l'équipe et des partenaires clés (distributeurs) est proposé, ce qui peut simplement « bouleverser » les ventes pour une durée indéterminée.

"Le crocodile ne peut pas être attrapé, la noix de coco ne peut pas pousser..."

Chaque entreprise passe par plusieurs étapes de développement des ventes de produits (voir Figure 1).

À la première étape Développement, l'entreprise s'efforce de parvenir à une distribution quantitative des marchandises. Les principaux problèmes de l'étape sont la création et le développement d'une chaîne d'approvisionnement en marchandises dans la région, la formation de relations avec les partenaires (leviers d'influence, politiques de crédit et de bonus), la motivation des commerciaux du distributeur à travailler activement sur le formation de la batterie maximale.

Les indicateurs clés de l'étape sont les volumes de ventes primaires et de batteries.

À ce stade, une « base » solide est formée pour le développement ultérieur du produit. Naturellement, après le développement de 75 % des batteries de la région, le taux de croissance des ventes diminue fortement, puis une stagnation se produit. Il convient également de noter que l'utilisation de méthodes typiques des étapes de distribution de qualité aura désormais un ROMI (retour sur investissement marketing) très faible.

Si un fabricant de produits en est à la première étape de développement, la seule façon d’augmenter qualitativement les ventes et les retours marketing dans la région est de passer à l’étape suivante.

Pour ce faire, vous avez besoin de :

1. Divisez la batterie en segments ;

Image 1

2. Développer et mettre en œuvre des packages de produits (MML, Top-SKU) et une politique de prix pour chaque segment ;

3. Développer et mettre en œuvre un système KPI pour les forces de vente ;

4. Développer un programme de soutien au marketing (principalement du complexe Trade Marketing) pour chaque segment ;

5. Réglementer les processus commerciaux ;

À la deuxième étape Le fabricant crée des mécanismes pour des ventes de haute qualité dans la région, optimise le nombre de distributeurs et renforce son soutien marketing.

La différence fondamentale entre les deux premières étapes réside dans la gestion des ventes du produit. Si, dans un premier temps, les ventes de marchandises dépendent entièrement des forces commerciales, alors dans un deuxième temps, le fabricant détermine à qui, quel assortiment et quelle quantité vendre.

Le problème clé est de savoir comment augmenter les ventes dans tous les groupes de produits avec un espace de stockage limité.

Afin de changer radicalement la situation, il est nécessaire d'évaluer objectivement (quantitativement) la situation actuelle, les mesures prises précédemment et les décisions de gestion. Après quoi, commencez à développer des hypothèses de travail qui expliquent les faibles taux de vente et l’inefficacité du soutien marketing, et développez un « arbre de décision ».

Il est important de comprendre quelle stratégie de vente de produits existe (et si elle existe), quelles activités ont été réalisées et avec quel effet. Laquelle des méthodes de promotion et décisions de gestion conduit à des changements positifs, ce qui a affecté négativement la dynamique des ventes et pourquoi.

Une analyse de la position actuelle du produit/de l'entreprise sur le marché doit être effectuée (pour laquelle il existe de nombreux concepts et modèles). Dans la plupart des cas, pour élaborer des décisions de gestion, il suffit d'insérer toutes les données dans le concept Marketing Mix - 4P, par exemple :

Figure 2

Les éléments suivants sont les plus courants : raisons de la baisse des ventes à la deuxième étape :

1. Baisse des ventes due à la politique de prix dans les segments de vente

Souvent, les sociétés de distribution violent le système de tarification des produits ; en conséquence, le produit peut « tomber » dans un segment de prix différent et perdre un pourcentage du public cible, ce qui entraîne une diminution des volumes de ventes et du ROMI.

Dans cette situation il faut :

• fixer dans l'accord RRC les mécanismes et sanctions pour leur régulation
• changer le modèle de comportement et les KPI des forces de vente
• mettre en œuvre un ensemble d'activités de marketing commercial pour promouvoir le RRP dans les canaux de vente.

2. Faible niveau de confiance ou de connaissance du produit dans points de vente

Cette situation est typique lorsqu'un produit pénètre de nouveaux marchés/segments. En outre, les forces de vente peuvent ne pas suffisamment (ou mal) informer les points de vente sur le produit et les activités en cours.

Dans ce cas, une formation produit doit être dispensée régulièrement à la force de vente. Aussi, lors des formations terrain et présentielles, développer la compétence des forces de vente dans l'information qualitative et régulière des points de vente sur le produit et les activités en cours.

3. Baisse des ventes causée par l'instabilité de la présenceHaut- UGSdans les points de vente

La « distribution de qualité » implique le maintien de 100 % de l'assortiment recommandé dans 100 % des points de vente de la région, 100 % du temps, et non du volume des ventes en termes monétaires ou à la pièce. Cela ne peut être réalisé que si la commande est générée par un commercial (dans de nombreux cas, les commerciaux jouent le rôle de coursiers, se contentant de livrer et de collecter les listes de prix).

La cause profonde de l’instabilité est la concentration du service commercial sur l’atteinte des objectifs quantitatifs à tout prix. Le résultat est des « maladies chroniques » :

• les forces commerciales peuvent surcharger un point de vente, ce qui entraîne un « effacement » rapide des meilleurs produits et une sursaturation d'articles moins populaires, ce qui peut à son tour entraîner une augmentation des stocks, une perte d'espace en rayon et une attitude négative envers le produit.
• forte dépendance à l'égard de représentants commerciaux spécifiques et effet de levier inefficace sur eux

Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de passer de l'obtention du résultat final à la mise en œuvre de haute qualité de tous les processus commerciaux (de la sélection des représentants commerciaux à la réalisation de la visite du point de vente) :

• La motivation des forces commerciales a changé. Le volume des ventes est divisé en groupes et défini en unités (le poids de l'indicateur ne dépasse pas 30 %).
• StoreCheck est effectué régulièrement
• Des normes uniformes pour les forces commerciales ont été élaborées et sont utilisées.

La troisième étape de développement (idéal inaccessible) - Un mécanisme de vente « de qualité » dans la région a été créé et fonctionne. Les forces commerciales ont accompli la tâche principale : assurer la stabilité de la présence du produit dans les points de vente. Le volume des ventes n’est plus un objectif mais une conséquence de la politique commerciale.

La politique de marketing est d'une grande importance pour augmenter encore les ventes, car le volume réel des ventes d'un produit ne peut être démontré que par les consommateurs finaux. Les tâches de marketing consistent à (re)positionner le produit, en détournant les consommateurs d'un produit concurrent.

Au lieu d'une conclusion

« Comment vas-tu manger un éléphant ? Il y a un éléphant mort devant vous. Vous prenez la première bouchée de l'éléphant, mâchez et avalez. Ensuite, vous prenez une deuxième bouchée, mâchez et avalez. Et ainsi de suite jusqu'à ce que vous mangiez l'éléphant entier. (Oui, parfois l'éléphant pourrit au moment où vous le mangez complètement.)"

Il y a 900 mille éléphants sur la planète et probablement le même nombre opinions différents sur la façon « d’augmenter qualitativement les ventes », bien qu’il n’en existe que trois types principaux.

C'est la même chose avec les ventes. L’ensemble des solutions peut être réduit à un simple schéma (Figure 3) :

figure 3

Figure 4

1. Distribution - développement de la distribution quantitative et qualitative, politique d'assortiment ;

2. Tarification - politique de tarification adéquate par segments ;

3. Étagères – domination de l’espace sur les étagères ;

4. Merchandising - attirer l'attention des consommateurs dans les points de vente.

Et vous pouvez les « manger » à l'aide d'un algorithme simple - Figure 4.

La principale chose à retenir est

que les « ventes de qualité » ne sont pas une technologie, mais une philosophie d'entreprise.

Considérons la toute première source de courant, inventée par Volta et portant le nom de Galvani.

La source de courant dans n'importe quelle batterie ne peut être qu'une réaction redox. En fait, il s’agit de deux réactions : un atome s’oxyde lorsqu’il perd un électron. Gagner un électron s’appelle une réduction. Autrement dit, la réaction redox se produit en deux points : l’endroit d’où les électrons circulent et l’endroit où les électrons circulent.

Deux métaux (électrodes) sont immergés dans une solution aqueuse de leurs sels d'acide sulfurique. Le métal d’une électrode est oxydé tandis que l’autre est réduit. La réaction se produit parce que les éléments d’une électrode attirent les électrons plus fortement que les éléments de l’autre. Dans une paire d'électrodes métalliques Zn – Cu, l'ion cuivre (et non un composé neutre) a une plus grande capacité attirent les électrons, par conséquent, lorsque l'occasion se présente, l'électron se dirige vers un hôte plus puissant et l'ion zinc est capturé par la solution acide dans l'électrolyte (une certaine substance conductrice d'ions). Le transfert d'électrons s'effectue à travers un conducteur via un réseau électrique externe. Parallèlement au mouvement de la charge négative dans la direction opposée, des ions chargés positivement (anions) se déplacent à travers l'électrolyte (voir vidéo)

Dans tous les CIT précédant le Lithium-ion, l'électrolyte participe activement aux réactions en cours
voir le principe de fonctionnement d'une batterie au plomb

L'erreur de Galvani

Un électrolyte est également un conducteur de courant, uniquement du deuxième type, dans lequel le mouvement de la charge est effectué par des ions. Le corps humain est précisément un tel conducteur et les muscles se contractent en raison du mouvement des anions et des cations.
Ainsi, L. Galvani a accidentellement connecté deux électrodes via un électrolyte naturel - une grenouille disséquée.

Caractéristiques du HIT

Capacité - le nombre d'électrons (charge électrique) qui peuvent traverser l'appareil connecté jusqu'à ce que la batterie soit complètement déchargée [Q] ou
La capacité de la batterie entière est formée par les capacités de la cathode et de l'anode : combien d'électrons l'anode est capable de céder et combien d'électrons la cathode est capable d'accepter. Naturellement, le contenant limitant sera le plus petit des deux conteneurs.

La tension est la différence de potentiel. caractéristique énergétique, montrant quelle énergie une charge unitaire libère pendant la transition de l'anode à la cathode.

L'énergie est le travail qui peut être effectué sur un HIT donné jusqu'à ce qu'il soit complètement déchargé.[J] ou
Puissance - le taux de production d'énergie ou de travail par unité de temps
Durabilité ou Efficacité coulombienne- quel pourcentage de capacité est irrémédiablement perdu pendant le cycle de charge-décharge.

Toutes les caractéristiques sont prédites théoriquement, mais en raison de nombreux facteurs difficiles à prendre en compte, la plupart des caractéristiques sont clarifiées expérimentalement. Ils peuvent donc tous être prédits pour un cas idéal basé sur la composition chimique, mais la macrostructure a un impact énorme sur la capacité, la puissance et la durabilité.

La durabilité et la capacité dépendent donc grandement à la fois de la vitesse de charge/décharge et de la macrostructure de l’électrode.
Par conséquent, la batterie n'est pas caractérisée par un seul paramètre, mais par un ensemble complet pour différents modes. Par exemple, la tension de la batterie (énergie de transfert de charge unitaire**) peut être estimée en première approximation (au stade de l'évaluation des perspectives des matériaux) à partir des valeurs énergies d'ionisation atomes substances actives lors de l'oxydation et de la réduction. Mais la véritable signification réside dans la différence chimique. potentiels pour lesquels, ainsi que pour l'enregistrement des courbes de charge/décharge, une cellule de test avec une électrode de test et une électrode de référence est assemblée.

Pour les électrolytes à base solutions aqueuses utilisez une électrode à hydrogène standard. Pour Lithium-ion – lithium métal.

*L'énergie d'ionisation est l'énergie qui doit être transmise à un électron pour rompre la liaison entre lui et l'atome. Autrement dit, pris avec le signe opposé, il représente l'énergie de liaison, et le système s'efforce toujours de minimiser l'énergie de liaison.
** Énergie de transfert unitaire - énergie de transfert d'une charge élémentaire 1,6e-19[Q]*1[V]=1,6e-19[J] ou 1eV (électronvolt)

Batteries lithium-ion

<В 80-х годах литий был предложен, как перспективный материал для анода, но ввиду высокой реактивности, и неконтролируемого преобрзования анода цикл за циклом, например, приводящего к росту литиевых ”веток”, достигающих напрямую катода, что приводило к короткому замыканию во вторичных батареях решили отказаться от использования металического лития в пользу соединений лишь вмещающих ионы лития. Свойства вмещать в себя литий у графита уже были описаны. И в 1991 годы Sony выпустила литиевые батарейки с графитовым анодом под ныне общеупотребимым названием Li-ion.
Comme nous l’avons déjà indiqué, dans les batteries lithium-ion, l’électrolyte ne participe pas directement à la réaction. Où se produisent les deux réactions principales : l’oxydation et la réduction, et comment l’équilibre des charges s’équilibre-t-il ?
Ces réactions se produisent directement entre le lithium dans l’anode et un atome métallique dans la structure cathodique. Comme indiqué ci-dessus, l'émergence des batteries lithium-ion n'est pas seulement la découverte de nouvelles connexions pour les électrodes, c'est la découverte d'un nouveau principe de fonctionnement du HIT :
Un électron faiblement lié à l’anode s’échappe le long du conducteur extérieur jusqu’à la cathode.
Dans la cathode, l'électron tombe dans l'orbite du métal, compensant le 4ème électron pratiquement enlevé par l'oxygène. Maintenant, l’électron métallique rejoint enfin l’oxygène et le champ électrique qui en résulte attire l’ion lithium dans l’espace entre les couches d’oxygène. Ainsi, l'énorme énergie des batteries lithium-ion est obtenue par le fait qu'elles ne traitent pas de la restauration des 1,2 électrons externes, mais de la restauration des électrons « plus profonds ». Par exemple, pour le cobolt, le 4ème électron.
Les ions lithium sont retenus dans la cathode en raison d'une faible interaction, d'environ 10 kJ/mol (van der Waals) avec les nuages ​​d'électrons d'atomes d'oxygène qui les entourent (rouge)

Li est le troisième élément de , a un faible poids atomique et une petite taille. Du fait que le lithium commence et, de plus, seulement dans la deuxième rangée, la taille de l'atome neutre est assez grande, tandis que la taille de l'ion est très petite, plus petite que la taille des atomes d'hélium et d'hydrogène, ce qui le rend pratiquement irremplaçable dans le schéma LIB. Autre conséquence de ce qui précède : l'électron externe (2s1) a une connexion négligeable avec le noyau et peut facilement être perdu (cela s'exprime par le fait que le lithium a le potentiel le plus bas par rapport à l'électrode à hydrogène P = -3,04 V).

Principaux composants de LIB

Électrolyte

Contrairement aux batteries traditionnelles, l’électrolyte ainsi que le séparateur ne participent pas directement à la réaction mais assurent uniquement le transport des ions lithium et ne permettent pas le transport des électrons.
Exigences en électrolytes :
- bonne conductivité ionique
- faible électronique
- faible coût
- poids léger
- non toxique
- CAPACITÉ À TRAVAILLER DANS UNE PLAGE SPÉCIFIÉE DE TENSIONS et DE TEMPÉRATURES
- empêcher les changements structurels des électrodes (éviter une diminution de capacité)
Dans cette revue, je vous permettrai de contourner le sujet des électrolytes, qui est techniquement complexe, mais pas si important pour notre sujet. La solution LiFP 6 est principalement utilisée comme électrolyte.
Bien que l’on pense qu’un électrolyte avec séparateur est un isolant absolu, en réalité ce n’est pas le cas :
Il existe un phénomène d’autodécharge dans les cellules Li-ion. ceux. Les ions lithium et les électrons atteignent la cathode à travers l'électrolyte. Il est donc nécessaire de conserver la batterie partiellement chargée en cas de stockage à long terme.
Lors de longues interruptions de fonctionnement, le phénomène de vieillissement se produit également lorsque des groupes individuels sont libérés des ions lithium uniformément saturés, perturbant l'uniformité de la concentration et réduisant ainsi la capacité globale. Par conséquent, lors de l'achat d'une batterie, vous devez vérifier la date de sortie

Anodes

Les anodes sont des électrodes qui ont une faible connexion à la fois avec l’ion lithium « invité » et avec l’électron correspondant. Il existe actuellement un essor dans le développement d’une variété de solutions pour les anodes des batteries Li-ion.
Exigences relatives aux anodes

• Conductivité électronique et ionique élevée (processus d'incorporation/extraction rapide du lithium)
• Basse tension avec électrode de test (Li)
• Grande capacité spécifique
• Haute stabilité de la structure anodique lors de l'introduction et de l'extraction du lithium, responsable du Coulomb

Méthodes d'amélioration :

• Changer la macrostructure de la substance anodique
• Réduire la porosité d'une substance
• Sélectionnez un nouveau matériau.
• Utiliser des matériaux combinés
• Améliorer les propriétés de la phase limitrophe de l'électrolyte.

De manière générale, les anodes pour LIB peuvent être divisées en 3 groupes selon la méthode de placement du lithium dans leur structure :

Les anodes sont des hôtes. Graphite

Presque tout le monde se souvenait du lycée que le carbone existe sous forme solide dans deux structures principales : le graphite et le diamant. La différence entre les propriétés de ces deux matériaux est frappante : l’un est transparent, l’autre ne l’est pas. Un isolant est un autre conducteur, l'un coupe le verre, l'autre est effacé sur le papier. La raison en est la nature différente des interactions interatomiques.
Le diamant est une structure cristalline dans laquelle des liaisons interatomiques se forment en raison de l'hybridation sp3, c'est-à-dire que toutes les liaisons sont identiques - les trois 4 électrons forment des liaisons σ avec un autre atome.
Le graphite est formé par hybridation sp2, ce qui dicte une structure en couches et une faible liaison entre les couches. La présence d’une liaison π covalente « flottante » fait du graphite de carbone un excellent conducteur
Le graphite est le premier et de loin le principal matériau d'anode, ce qui présente de nombreux avantages
Haute conductivité électronique
Conductivité ionique élevée
Petites déformations volumétriques lors de l'introduction d'atomes de lithium
Faible coût
Le graphite a été le premier à être proposé comme matériau d'anode en 1982 par S. Basu et introduit dans la cellule lithium-ion en 1985 par A. Yoshino.
Au début, le graphite était utilisé dans l’électrode sous sa forme naturelle et sa capacité n’atteignait que 200 mAh/g. La principale ressource pour augmenter la capacité était l'amélioration de la qualité du graphite (amélioration de la structure et élimination des impuretés). Le fait est que les propriétés du graphite varient considérablement en fonction de sa macrostructure, et la présence de nombreux grains anisotropes dans la structure, orientés différemment, aggrave considérablement les propriétés de diffusion de la substance. Les ingénieurs ont tenté d'augmenter le degré de graphitisation, mais son augmentation a conduit à la décomposition de l'électrolyte. La première solution consistait à utiliser du charbon broyé à faible teneur en graphite mélangé à un électrolyte, ce qui augmentait la capacité de l'anode à 280 mAh/g (la technologie est encore largement utilisée). Ce problème a été surmonté en 1998 en introduisant des additifs spéciaux dans l'électrolyte, qui créent un film protecteur. couche dans le premier cycle (ci-après dénommée interface électrolyte solide SEI) empêchant une décomposition ultérieure de l'électrolyte et permettant l'utilisation de graphite artificiel 320 mAh/g. À ce jour, la capacité de l'anode en graphite a atteint 360 mAh/g, et la capacité de l'électrode entière est de 345 mAh/g et 476 Ah/l.

Réaction: Li 1-x C 6 +Li x ↔ LiC 6

La structure du graphite est capable d'accepter un maximum de 1 atome de Li pour 6 C, donc la capacité maximale réalisable est de 372 mAh/g (ce n'est pas tant un chiffre théorique qu'un chiffre couramment utilisé car voici le cas le plus rare où quelque chose de réel dépasse le théorique, car en pratique les ions lithium peuvent être placés non seulement à l'intérieur des cellules, mais aussi au niveau des fractures des grains de graphite)
Depuis 1991 L'électrode en graphite a subi de nombreuses modifications, et selon certaines caractéristiques, il semble en tant que matériau indépendant, a atteint son plafond. Le principal domaine d’amélioration est l’augmentation de la puissance, c’est-à-dire Taux de décharge/charge de la batterie. La tâche d'augmenter la puissance est en même temps la tâche d'augmenter la durabilité, car une décharge/charge rapide de l'anode conduit à la destruction de la structure du graphite par les ions lithium « attirés » à travers elle. Outre les techniques classiques d'augmentation de puissance, qui se résument généralement à augmenter le rapport surface/volume, il faut noter l'étude des propriétés de diffusion d'un monocristal de graphite dans différentes directions du réseau cristallin, montrant que le taux de la diffusion du lithium peut différer de 10 ordres de grandeur.

K.S. Novoselov et A.K. Geim - lauréats du prix Nobel de physique 2010. Pionniers de l'utilisation indépendante du graphène
Laboratoires Bell États-Unis Brevet 4 423 125
Asahi Chemical Ind. Brevet japonais 1989293
Ube Industries Ltd. Brevet américain 6 033 809
Masaki Yoshio, Akiya Kozawa et Ralph J. Brodd. Science et technologies des batteries lithium-ion Springer 2009.
Diffusion de lithium dans du graphite et du carbone Kristin Persson et.al. Ph. Chimique. Lettres 2010/Laboratoire national Lawrence Berkeley. 2010
Propriétés structurelles et électroniques du graphite intercalé au lithium LiC6, K. R. Kganyago, P. E. Ngoep Phis. Revue 2003.
Matériau actif pour électrode négative utilisé dans une batterie lithium-ion et procédé de fabrication associé. Appareils d'affichage Samsung Co., Ltd. (KR) 09/923.908 2003
Effet de la densité des électrodes sur les performances du cycle et la perte irréversible de capacité de l'anode en graphite naturel dans les batteries lithium-ion. Joongpyo Shim et Kathryn A. Striebel

Anodes en étain et Cie. Alliages

Aujourd'hui, les anodes fabriquées à partir d'éléments du groupe 14 du tableau périodique sont parmi les plus prometteuses. Il y a encore 30 ans, la capacité de l'étain (Sn) à former des alliages (solutions interstitielles) avec le lithium était bien étudiée. Ce n'est qu'en 1995 que Fuji a annoncé un matériau d'anode à base d'étain (voir, par exemple)
Il serait logique de s'attendre à ce que les éléments plus légers du même groupe aient les mêmes propriétés, et en effet le silicium (Si) et le germanium (Ge) présentent des modèles d'acceptation du lithium identiques.
Li 22 Sn 5, Li 22 Ge 5, Li 15 Si 4

Lix+Sn(Si,Ge)<-->Li x Sn(Si,Ge) (x<=4.4)
La difficulté principale et générale d'utilisation de ce groupe de matériaux est l'énorme déformation volumétrique, de 357 % à 400 %, à la saturation en lithium (lors de la charge), entraînant d'importantes pertes de capacité dues à la perte d'une partie de l'anode. matériau en contact avec le collecteur de courant.

L’élément le plus développé de ce groupe est peut-être l’étain :
étant la plus lourde, elle donne des solutions plus lourdes : la capacité théorique maximale d'une telle anode est de 960 mAh/g, mais compacte (7000 Ah/l -1960 Ah/l*) néanmoins supérieure aux anodes carbone traditionnelles de 3 et 8 (2,7*) fois, respectivement.
Les plus prometteuses sont considérées comme les anodes à base de silicium, qui sont théoriquement (4 200 mAh/g ~ 3 590 mAh/g) plus de 10 fois plus légères et 11 (3,14*) fois plus compactes (9 340 Ah/l ~ 2 440 Ah/l*). ) que ceux en graphite.
Le Si n'a pas une conductivité électronique et ionique suffisante, ce qui oblige à rechercher des moyens supplémentaires pour augmenter la puissance anodique
Ge, le germanium n'est pas mentionné aussi souvent que Sn et Si, mais étant intermédiaire, il a une grande capacité (1 600 mAh/g ~ 2 200* Ah/l) et une conductivité ionique 400 fois supérieure à celle du Si, ce qui peut compenser son coût élevé lorsque créer des équipements électriques de haute puissance

Outre les grandes déformations volumétriques, il existe un autre problème :
perte de capacité au premier cycle due à la réaction irréversible du lithium avec les oxydes

SnO x +x2Li + -->xLi 2 O+Sn
xLi 2 O+Sn+yLi +<-->xLi 2 O+Li y Sn

Lesquels sont plus grands, plus le contact de l'électrode avec l'air est important (plus la surface est grande, c'est-à-dire plus la structure est fine)
De nombreux schémas ont été développés qui permettent, à un degré ou à un autre, d'utiliser le grand potentiel de ces composés, en atténuant les lacunes. Cependant, outre les avantages :
Tous ces matériaux sont actuellement utilisés dans les anodes combinés au graphite, augmentant ainsi leurs caractéristiques de 20 à 30 %

* Les valeurs corrigées par l'auteur sont marquées, car les chiffres communs ne tiennent pas compte d'une augmentation significative de volume et fonctionnent avec la densité de la substance active (avant saturation en lithium), et ne reflètent donc pas l'état réel de affaires du tout

Jumas, Jean-Claude, Lippens, Pierre-Emmanuel, Olivier-Fourcade, Josette, Robert, Florent Willmann, Patrick 2008
Demande de brevet américain 20080003502.
Chimie et structure du Nexelion de Sony
Matériaux d'électrodes Li-ion
J. Wolfenstine, J. L. Allen,
J. Read et D. Foster
Laboratoire de recherche de l'Armée 2006.

Électrodes pour batteries Li-Ion : une nouvelle façon d’aborder un vieux problème
Journal de la Société Electrochimique, 155 ͑2͒ A158-A163 ͑2008͒.

Développements existants

Toutes les solutions existantes au problème des grandes déformations anodiques reposent sur une seule considération : lors de l'expansion, la cause des contraintes mécaniques est la nature monolithique du système : diviser l'électrode monolithique en de nombreuses structures éventuellement plus petites, leur permettant de se dilater indépendamment les unes des autres. autre.
La première méthode, la plus évidente, consiste simplement à broyer la substance à l'aide d'une sorte de support qui empêche les particules de se combiner en plus grosses, ainsi qu'à saturer le mélange obtenu avec des agents conducteurs d'électrons. Une solution similaire pourrait être retrouvée dans l’évolution des électrodes en graphite. Cette méthode a permis de réaliser certains progrès dans l'augmentation de la capacité des anodes, mais néanmoins, avant que tout le potentiel des matériaux considérés ne soit révélé, en augmentant la capacité (tant volumétrique que massique) de l'anode d'environ 10 à 30 % (400 -550 mAh/g) à faible puissance
Une méthode relativement ancienne d'introduction de particules d'étain de taille nanométrique (par électrolyse) à la surface de sphères de graphite,
Une approche ingénieuse et simple du problème a permis de créer une batterie efficace utilisant une poudre courante produite industriellement de 1668 Ah/l.
L'étape suivante a été le passage des microparticules aux nanoparticules : les batteries de pointe et leurs prototypes considèrent et forment les structures de la matière à l'échelle nanométrique, ce qui a permis d'augmenter la capacité à 500 -600 mAh/g (~600 Ah/ l *) avec une durabilité acceptable

L'un des nombreux types prometteurs de nanostructures dans les électrodes est ce qu'on appelle. configuration coque-noyau, où le noyau est une boule de petit diamètre de la substance active, et la coque sert de « membrane » qui empêche les particules de fusionner et assure la communication électronique avec l’environnement. Des résultats impressionnants ont été obtenus en utilisant le cuivre comme enveloppe pour les nanoparticules d'étain, montrant une capacité élevée (800 mAh/g – 540 mAh/g*) sur de nombreux cycles, ainsi qu'à des courants de charge/décharge élevés. En comparaison avec la coque en carbone (600 mAh/g), idem pour le Si-C. Les Nanoballs étant entièrement constitués de substance active, leur capacité volumétrique doit être reconnue comme l'une des plus élevées (1740 Ah/l (*)).

Comme indiqué, pour réduire les effets néfastes d'une expansion soudaine du fluide de travail, il est nécessaire de prévoir un espace pour l'expansion.
Au cours de la dernière année, les chercheurs ont réalisé des progrès impressionnants dans la création de nanostructures exploitables : les nanorods
Jaephil Cho a atteint une faible puissance de 2 800 mAh/g à 100 cycles et de 2 600 → 2 400 à une puissance plus élevée en utilisant une structure en silicone poreuse
ainsi que des nanofibres de Si stables recouvertes d'un film de graphite de 40 nm, démontrant 3400 → 2750 mAh/g (act. v.) après 200 cycles.
Yan Yao et al proposent d'utiliser le Si sous forme de sphères creuses, atteignant une durabilité étonnante : une capacité initiale de 2725 mah/g (et seulement 336 Ah/l (*)) avec une baisse de capacité de moins de 50 % après 700 cycles.

En septembre 2011, des scientifiques du Berkley Lab ont annoncé la création d'un gel stable conducteur d'électrons,
ce qui pourrait révolutionner l’utilisation des matériaux en silicium. L'importance de cette invention est difficile à surestimer : le nouveau gel peut servir à la fois de support et de conducteur, empêchant la coalescence des nanoparticules et la perte de contact. Permet l'utilisation de poudres industrielles bon marché comme matière active et, selon les créateurs, son prix est comparable à celui des supports traditionnels. Une électrode composée de matériaux industriels (poudre Si nano) donne un 1360 mAh/g stable et un 2100 Ah/l très élevé (*)

*- estimation de la capacité réelle calculée par l'auteur (voir annexe)
MS. Foster, C.E. Crouthamel, S.E. Bois, J. Phys. Chim., 1966
Jumas, Jean-Claude, Lippens, Pierre-Emmanuel, Olivier-Fourcade, Josette, Robert, Florent Willmann, Patrick 2008 Demande de brevet américain 20080003502.
Chimie et structure des matériaux d'électrode Li-ion Nexelion de Sony J. Wolfenstine, J. L. Allen, J. Read et D. Foster Army Research Laboratory 2006.
Anodes de batterie Li-Ion haute capacité utilisant des nanofils Ge
Broyage à billes de matériaux d'anode composites graphite/étain en milieu liquide. Ke Wang 2007.
Composés d'étain déposés sans courant sur un mélange carboné comme anode pour batterie lithium-ion Journal of Power Sources 2009.
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Nouvelles anodes Sn-Cu Core-Shell pour Li Rech. Les batteries préparées par redox-transmétallation réagissent. Matériaux avancés. 2010
Nanocomposites Si@SiO2@C à double coque comme matériaux d'anode pour les batteries Li-ion Liwei Su et al. ChemCom 2010.
Polymères avec structure électronique sur mesure pour électrodes de batteries au lithium haute capacité Gao Liu et al. Av. Maître. 2011, 23, 4679-4683
Nanosphères creuses de silicium interconnectées pour anodes de batterie lithium-ion à longue durée de vie. Yan Yao et coll. Nano Lettres 2011.
Matériaux d'anode en Si poreux pour batteries rechargeables au lithium, Jaephil Cho. J. Mater. Chem., 2010, 20, 4009-4014
Électrodes pour batteries Li-Ion : une nouvelle façon d'aborder un vieux problème Journal of The Electrochemical Society, 155 ͑2͒ A158-A163 ͑2008͒.
ACCUMULATEURS FIXES, Brevet US 8062556 2006

Application

Cas particuliers de structures d'électrodes:

Estimation de la capacité réelle des nanoparticules d'étain recouvertes de cuivre Cu@Sn

D'après l'article, nous savons que le rapport volumétrique des particules est de 1 à 3 m.




0,52 est le coefficient de compactage de la poudre. En conséquence, le volume restant derrière le support est de 0,48

Nanosphères. Facteur d'emballage.
la faible capacité volumétrique donnée pour les nanosphères est due au fait que les sphères sont creuses à l'intérieur, et donc le coefficient de tassement du matériau actif est très faible

même si ce sera 0,1, à titre de comparaison pour une simple poudre - 0,5...07

Anodes de réactions d'échange. Oxydes métalliques.

Le groupe des plus prometteurs comprend sans aucun doute également les oxydes métalliques, tels que Fe 2 O 3 . Possédant une capacité théorique élevée, ces matériaux nécessitent également des solutions pour augmenter la discrétion de la substance active de l'électrode. Dans ce contexte, une nanostructure aussi importante que la nanofibre recevra ici l’attention voulue.
Oxydes montre une troisième façon d’inclure et d’exclure le lithium dans la structure de l’électrode. Si dans le graphite le lithium se situe principalement entre les couches de graphène, dans les solutions contenant du silicium, il est noyé dans son réseau cristallin, alors ici « l'échange d'oxygène » se produit plutôt entre le métal « principal » de l'électrode et l'invité – le lithium. Un réseau d'oxyde de lithium est formé dans l'électrode et le métal de base est converti en nanoparticules à l'intérieur de la matrice (voir, par exemple, la réaction avec l'oxyde de molybdène sur la figure MoO 3 +6Li + +6e -<-->3Li2O+Mo)
Cette nature de l'interaction implique la nécessité d'un mouvement facile des ions métalliques dans la structure de l'électrode, c'est-à-dire une diffusion élevée, ce qui signifie une transition vers des particules fines et des nanostructures

Parlant des différentes morphologies de l'anode, des modes de communication électronique en plus de la communication traditionnelle (poudre active, poudre de graphite + support), on peut également distinguer d'autres formes de graphite comme agent conducteur :
Une approche courante consiste à combiner le graphène et la substance principale, lorsque les nanoparticules peuvent être localisées directement sur une « feuille » de graphène, qui, à son tour, servira de conducteur et de tampon lors de l'expansion de la substance de travail. Cette structure a été proposée pour le Co 3 O 4 778 mAh/g et est assez durable. Semblable à 1 100 mAh/g pour Fe 2 O 3
mais en raison de la très faible densité du graphène, il est même difficile d’évaluer l’applicabilité de telles solutions.
Une autre façon consiste à utiliser des nanotubes de graphite A.C. Dillon et coll. les expériences avec MoO 3 montrent une capacité élevée de 800 mAh/g (600 mAh/g* 1 430 Ah/l*) avec une perte de capacité de support de 5 % en poids après 50 cycles de revêtement avec de l'oxyde d'aluminium et également avec du Fe 3 O 4, sans utiliser de support stable 1000 mAh/g (770 -1000 Ah/l*) Fig. à droite : image MEB de nanofibres d'anode / Fe 2 O 3 avec des tubes minces en graphite 5 % en poids (blanc)
M x O y +2yLi + +2ye -<-->yLi2O+xM

Quelques mots sur les nanofibres

DANS Dernièrement Les nanofibres sont l'un des sujets les plus brûlants des publications en science des matériaux, en particulier celles consacrées aux batteries prometteuses, car elles offrent une grande surface active avec une bonne connexion entre les particules.
Initialement, les nanofibres étaient utilisées comme type de nanoparticules de matériau actif qui, lorsqu'elles sont mélangées de manière homogène avec un support et des agents conducteurs, forment une électrode.
La question de la densité des nanofibres est très complexe, car elle dépend de nombreux facteurs. Et, apparemment, il n'est délibérément pratiquement pas éclairé (notamment en ce qui concerne les électrodes). Cela seul rend difficile l’analyse des performances réelles de l’ensemble de l’anode. Pour formuler un avis évaluatif, l'auteur s'est risqué à utiliser les travaux de R. E. Muck, consacrés à l'analyse de la densité du foin dans les bunkers. À en juger par les images SEM des nanofibres, une analyse optimiste de la densité de tassement serait de 30 à 40 %
Au cours des 5 dernières années, une plus grande attention a été portée à la synthèse de nanofibres directement sur le collecteur de courant, ce qui présente de nombreux avantages sérieux :
Le contact direct du matériau de travail avec le collecteur de courant est assuré, le contact avec l'électroite est amélioré et le besoin d'additifs de graphite est éliminé. plusieurs étapes de production sont contournées et la densité de conditionnement de la substance de travail est considérablement augmentée.
K. Chan et ses co-auteurs testant les nanofibres de Ge ont obtenu 1 000 mAh/g (800 Ah/l) pour une faible puissance et 800 → 550 (650 → 450 Ah/l *) à 2 °C après 50 cycles. Dans le même temps, Yanguang Li et les auteurs ont montré une capacité élevée et une énorme puissance du Co 3 O 4 : 1 100 → 800 mAh/g (880 → 640 Ah/l *) après 20 cycles et 600 mAh/g (480 Ah/l * ) à un courant augmentant de 20 fois

Par ailleurs, il convient de noter et de recommander à chacun de revoir les travaux inspirants de A. Belcher**, qui constituent les premiers pas vers une nouvelle ère de la biotechnologie.
Après avoir modifié le virus bactériophage, A. Belcher a réussi à construire des nanofibres à partir de celui-ci température ambiante, en raison d'un processus biologique naturel. Compte tenu de la grande clarté structurelle de ces fibres, les électrodes résultantes sont non seulement inoffensives pour environnement, mais montrent également à la fois le compactage du paquet de fibres et un fonctionnement nettement plus durable

*- estimation de la capacité réelle calculée par l'auteur (voir annexe)
**
Angela Belcher est une scientifique hors pair (chimiste, électrochimiste, microbiologiste). Inventeur de la synthèse de nanofibres et de leur disposition en électrodes à l'aide de cultures de virus spécialement sélectionnées
(voir l'entretien)

Application

Comme nous l'avons dit, l'anode se charge grâce à la réaction

Je n'ai trouvé aucune indication dans la littérature sur l'expansion réelle de l'électrode pendant la charge, je propose donc de les estimer sur la base des plus petits changements possibles. C'est-à-dire que selon le rapport des volumes molaires des réactifs et des produits de réaction (V Lihitated - le volume de l'anode chargée, V UnLihitated - le volume de l'anode déchargée), les densités des métaux et de leurs oxydes peuvent être facilement trouvées dans sources ouvertes.

Formules de calcul	Exemple de calcul pour MoO 3

Il faut garder à l'esprit que la capacité volumétrique résultante est la capacité d'une substance active continue, donc, selon le type de structure, la substance active occupe une proportion différente du volume de l'ensemble du matériau ; ceci sera pris en compte en introduisant le coefficient de compactage k p. Par exemple, pour la poudre, c'est 50 à 70 %

Anode hybride Co3O4/graphène hautement réversible pour batteries rechargeables au lithium. H. Kim et coll. CARBONE 49(2011) 326 –332
Composite nanostructuré d'oxyde de graphène réduit/Fe2O3 en tant que matériau d'anode haute performance pour les batteries lithium-ion. ACSNANO VOL. 4 ▪ NON. 6 ▪ 3187-3194 ▪ 2010
Anodes en oxyde métallique nanostructurées. A.C. Dillon. 2010
Une nouvelle façon d’examiner la densité de l’ensilage dans les soutes. R.E. Muck. Centre de recherche sur les fourrages laitiers des États-Unis Madison, Madison WI
Anodes de batterie Li-Ion haute capacité utilisant des nanofils Ge K. Chan et. Al. NANO LETTRES 2008 Vol. 8, non. 1 307-309
Réseaux de nanofils mésoporeux Co3O4 pour batteries lithium-ion avec une capacité et une capacité de débit élevées. Yanguang Li et. Al. NANO LETTRES 2008 Vol. 8, non. 1 265-270
Synthèse activée par les virus et assemblage de nanofils pour électrodes de batterie au lithium-ion Ki Tae Nam, Angela M. Belcher et al. www.sciencexpress.org /06 avril 2006 / Page 1 / 10.1126/science.112271
Anode en silicium compatible avec les virus pour batteries lithium-ion. Xilin Chen et coll. ACS Nano, 2010, 4(9), pages 5366 à 5372.
ÉCHAFAUDAGE À VIRUS POUR BATTERIE AU LITHIUM AUTO-ASSEMBLÉE, FLEXIBLE ET LÉGÈRE, Belcher A. US 006121346 (A1) WO 2008124440 (A1)

Coup au lithium-ion. Cathodes

Les cathodes des batteries lithium-ion doivent avant tout être capables d'accepter les ions lithium et de fournir une haute tension, ce qui signifie une énergie et une capacité élevées.

Une situation intéressante s'est produite dans le développement et la production de cathodes pour batteries Li-Ion. En 1979, John Goodenough et Mizuchima Koichi ont breveté des cathodes pour batteries Li-Ion avec une structure en couches telle que LiMO2, qui couvre presque toutes les cathodes de batteries lithium-ion existantes.
Éléments clés de la cathode
l'oxygène, comme lien de connexion, comme pont, et aussi le lithium « accroché » avec ses nuages ​​d'électrons.
Un métal de transition (c'est-à-dire un métal avec des orbitales de valence d) car il peut former des structures avec différents nombres de liaisons. Les premières cathodes utilisaient du soufre TiS 2, mais sont ensuite passées à l'oxygène, un élément plus compact et surtout plus électronégatif, qui donne une liaison presque entièrement ionique avec les métaux. La structure en couches de LiMO 2 (*) est la plus courante, et tous les développements tournent autour de trois candidats M=Co, Ni, Mn et recherchent constamment du Fe très bon marché.

Cobalt, contrairement à beaucoup de choses, a capturé Olympus immédiatement et le détient toujours (90% des cathodes), mais grâce à la grande stabilité et à l'exactitude de la structure en couches de 140 mAh/g, la capacité de LiCoO 2 a augmenté à 160-170 mAh/ g, en raison de l'expansion de la plage de tension. Mais en raison de sa rareté sur Terre, le Co est trop cher, et son utilisation sous sa forme pure ne peut se justifier que dans de petites batteries, par exemple pour les téléphones. 90 % du marché est occupé par la toute première cathode, et encore à l'heure actuelle, la plus compacte.
Nickelétait et reste un matériau prometteur, affichant un niveau élevé de 190 mA/g, mais il est beaucoup moins stable et une telle structure en couches n'existe pas sous sa forme pure pour le Ni. L'extraction du Li à partir de LiNiO 2 produit presque 2 fois plus de chaleur qu'à partir de LiCoO 2, ce qui rend son utilisation dans ce domaine inacceptable.
Manganèse. Une autre structure bien étudiée est celle inventée en 1992. Jean-Marie Tarasco, cathode spinelle d'oxyde de manganèse LiMn 2 O 4 : de capacité légèrement inférieure, ce matériau est bien moins cher que LiCoO 2 et LiNiO 2 et bien plus fiable. Aujourd'hui, c'est une bonne option pour les véhicules hybrides. Les développements récents impliquent l'alliage du nickel avec le cobalt, ce qui améliore considérablement ses propriétés structurelles. Une amélioration significative de la stabilité a également été observée lorsque Ni était dopé avec du Mg électrochimiquement inactif : LiNi 1-y Mg y O 2 . Il existe de nombreux alliages LiMn x O 2x connus pour les cathodes Li-ion.
Problème fondamental- comment augmenter la capacité. Nous avons déjà vu avec l'étain et le silicium que le moyen le plus évident d'augmenter la capacité était de remonter dans le tableau périodique, mais malheureusement il n'y a rien de plus que les métaux de transition actuellement utilisés (photo de droite). Ainsi, tous les progrès de ces dernières années associés aux cathodes sont généralement associés à l'élimination des défauts des cathodes existantes : augmentation de la durabilité, amélioration de la qualité, étude de leurs combinaisons (Fig. en haut à gauche)
Fer. Depuis le début de l’ère du lithium-ion, de nombreuses tentatives ont été faites pour utiliser le fer dans les cathodes, mais toutes sans succès. Bien que LiFeO2 soit une cathode idéale à faible coût et à haute puissance, il a été démontré que le Li ne peut pas être extrait de la structure dans la plage de tension normale. La situation a radicalement changé en 1997 avec l'étude des propriétés e/c de l'Olivine LiFePO 4 . Haute capacité (170 mAh/g) environ 3,4 V avec anode lithium et aucune baisse importante de capacité même après plusieurs centaines de cycles. Le principal inconvénient de l’olivine a longtemps été une mauvaise conductivité, ce qui limitait considérablement sa puissance. Pour corriger la situation, des mesures classiques ont été prises (broyage avec revêtement en graphite) à l'aide d'un gel avec du graphite, il a été possible d'atteindre une puissance élevée de 120 mAh/g à 800 cycles. Des progrès véritablement énormes ont été réalisés avec un dopage négligeable au Nb, augmentant la conductivité de 8 ordres de grandeur.
Tout porte à croire que l’Olivine deviendra le matériau le plus répandu pour les véhicules électriques. A123 Systems Inc. poursuit depuis plusieurs années maintenant la propriété exclusive des droits sur LiFePO 4. et Black & Decker Corp., non sans raison, estimant que c'est l'avenir des véhicules électriques. Ne soyez pas surpris, mais les brevets sont tous délivrés au même capitaine de cathode : John Goodenough.
Olivine a prouvé la possibilité d'utiliser des matériaux bon marché et a percé une sorte de platine. La pensée technique s’est immédiatement précipitée dans l’espace résultant. Par exemple, le remplacement des sulfates par des fluorophosphates est actuellement activement discuté, ce qui augmentera la tension de 0,8 V, soit Augmente l'énergie et la puissance de 22 %.
C'est drôle : alors qu'il y a un différend sur les droits d'utilisation de l'olivine, je suis tombé sur de nombreux fabricants noname proposant des éléments sur la nouvelle cathode,

* Tous ces composés n'existent de manière stable qu'avec le lithium. Et en conséquence, ils en sont déjà saturés. Par conséquent, lors de l'achat de batteries basées sur celles-ci, vous devez d'abord charger la batterie en transférant une partie du lithium vers l'anode.
** Comprenant le développement des cathodes des batteries lithium-ion, on commence involontairement à le percevoir comme un duel entre deux géants : John Goodenough et Jean-Marie Tarasco. Si Goodenough a breveté sa première cathode fondamentalement efficace en 1980 (LiCoO 2), le Dr Trasko a répondu douze ans plus tard (Mn 2 O 4). La deuxième réalisation fondamentale de l'Américain a eu lieu en 1997 (LiFePO 4), et au milieu de la dernière décennie, le Français a élargi l'idée en introduisant LiFeSO 4 F et a travaillé sur l'utilisation d'électrodes entièrement organiques.
Assez bien, JB ; Mizuchima, K.U.S. Brevet 4 302 518, 1980.
Assez bien, JB ; Mizushima, K.U.S. Brevet 4 357 215, 1981.
Science et technologies des batteries lithium-ion. Masaki Yoshio, Ralph J. Brodd, Akiya Kozawa
Procédé de préparation de composés d'intercalation LiMn2 O4 et utilisation de ceux-ci dans des batteries secondaires au lithium. Barboux; Philippe Shokoohi ; Frough K., Tarascon; Jean-Marie. Recherche Bell Communications, Inc. 1992 Brevet américain 5 135 732.

Cellule électrochimique rechargeable avec cathode en bisulfure de titane stoechiométrique Whittingham ; M. Stanley. Brevet américain 4 084 046 1976
Kanno, R. ; Shirane, T. ; Inaba, Y. ; Kawamoto, Y.J. Sources d'énergie 1997, 68, 145.
Piles au lithium et matériaux cathodiques. M. Stanley Whittingham Chem. Tour. 2004, 104, 4271−4301
Une électrode positive à insertion de fluorosulfate à base de lithium de 3,6 V pour les batteries lithium-ion. N. Recham1, J-N. Chotard1, L. Dupont1, C. Delacourt1, W. Walker1,2, M. Armand1 et J-M. Tarascon. MATÉRIEL NATUREL novembre 2009.

Application

La capacité des cathodes est à nouveau déterminée comme la charge maximale extraite par poids de substance, par exemple un groupe
Li 1-x MO 2 +Li + +e - ---> Li x MO 2

Par exemple pour Co

au degré d'extraction Li x=0,5, la capacité de la substance sera

Actuellement, les améliorations du processus technique nous ont permis d'augmenter le degré d'extraction et d'atteindre 160mAh/g.
Mais bien entendu, la plupart des poudres disponibles sur le marché n’atteignent pas ces indicateurs.

L'ère du bio.
Au début de l'étude, nous avions cité la réduction de la pollution de l'environnement comme l'un des principaux facteurs de motivation dans la transition vers les véhicules électriques. Mais prenons, par exemple, une voiture hybride moderne : elle consomme certes moins de carburant, mais lors de la production d'une batterie de 1 kWh, environ 387 kWh d'hydrocarbures sont brûlés. Bien sûr, une telle voiture émet moins de polluants, mais il n'y a toujours pas d'échappatoire aux gaz à effet de serre lors de la production (70 à 100 kg de CO 2 pour 1 kWh). De plus, dans une société de consommation moderne, les biens ne sont utilisés que lorsque leur ressource est épuisée. Autrement dit, le temps nécessaire pour « rembourser » ce prêt énergétique est court et le recyclage des batteries modernes est coûteux et n'est pas disponible partout. Ainsi, l’efficacité énergétique des batteries modernes est toujours remise en question.
Récemment, plusieurs biotechnologies prometteuses ont vu le jour permettant de synthétiser des électrodes à température ambiante. A. Belcher (virus), J.M. Tarasco (utilisation de bactéries).

Un excellent exemple d'un biomatériau aussi prometteur est l'oxocarbone lithisé - Li 2 C 6 O 6 (radisonate de lithium), qui, ayant la capacité d'accueillir de manière réversible jusqu'à quatre Li par formule, a montré une grande capacité gravimétrique mais, puisque la réduction est associée avec des liaisons pi, un potentiel légèrement inférieur (2,4 V). De même, d’autres noyaux aromatiques sont considérés comme base de l’électrode positive, signalant également un allègement important des batteries.
Le principal « inconvénient » de tout composé organique est sa faible densité, puisque tous chimie organique traite des éléments légers C, H, O et N. Pour comprendre à quel point cette direction est prometteuse, il suffit de dire que ces substances peuvent être obtenues à partir de pommes et de maïs, et sont également facilement éliminées et recyclées.
Le radizonate de lithium serait déjà considéré comme la cathode la plus prometteuse pour l'industrie automobile, si ce n'était pour la densité de courant (puissance) limitée et la plus prometteuse pour l'électronique portable, si ce n'était pour la faible densité du matériau (faible capacité volumétrique) (Fig. sur la gauche). En attendant, il ne s’agit encore que d’un des domaines de travail les plus prometteurs.

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