Électrodes négatives
Accumulateurs - Accumulateurs au lithium

2.1 Électrodes négatives à base de lithium métallique

Les perspectives offertes, en termes de performances, par un accumulateur à anode de lithium sont, nous l’avons vu en introduction, particulièrement attrayantes. De ce fait, de nombreuses réalisations ont vu le jour. Mais le succès commercial n’a pas suivi parce que l’anode de lithium se heurte à deux difficultés majeures. La première doit être associée à la réactivité du lithium vis-à-vis de l’électrolyte et à l’évolution de sa structure au cours du cyclage. La seconde est relative à la formation de dendrites à travers l’électrolyte.

Durant la charge, le couche de lithium électrodéposée sur l’électrode n’est pas homogène, mais constituée de grains de métal qui lui confèrent une structure poreuse. Il se crée donc au cours de chaque charge des surfaces neuves de lithium métal. Ces dernières réagissent avec l’électrolyte avec formation d’un film de sel passivant. Ce processus se prolonge une fois le courant de charge interrompu. Les grains se recouvrent plus ou moins totalement d’une couche qui tend à les isoler du substrat de lithium. Il en résulte que certains d’entre eux se trouvent exclus de la procédure de décharge qui suit. Le phénomène est cumulatif, chaque charge engendrant un nouveau film de passivation, rendant ainsi inactive une nouvelle part de lithium métal. La capacité de l’électrode décroît rapidement, ce qui oblige, pour atteindre une durée de vie acceptable, à prévoir un excès de lithium qui peut atteindre 4 à 5 fois la quantité qui serait requise en l’absence de passivation.

Ces difficultés demeurent non résolues. Une solution alternative pourrait être de mettre en œuvre un électrolyte moins réactif vis-à-vis du lithium que les électrolytes organiques habituels 4, notamment un électrolyte polymère solide 7...