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Auteur(s)
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Georges CAILLON : Ingénieur de l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la ville de Paris (ESPCI) - Ingénieur de Recherche et Développement Société SAFT
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans le domaine électrique, un accumulateur désigne un système physico‐ chimique capable de convertir de façon réversible l’énergie électrique en énergie chimique. On accumule donc l’énergie électrique, puis on la restitue en majeure partie. L’accumulateur n’est généralement pas utilisé seul, mais souvent plusieurs sont associés en batterie.
Le terme portable définit un mode d’utilisation. On peut aisément porter l’accumulateur mais aussi la batterie et les utiliser dans n’importe quelle orientation. Cela impose le respect de masse et de dimensions relativement réduites et un système entièrement étanche.
La production annuelle mondiale d’accumulateurs portables dépasse 2 milliards et croît de plus de 10 % par an.
Les principales applications sont la téléphonie, les applications domestiques, les ordinateurs portables, l’outillage électroportatif, la vidéo, le modélisme et les jouets.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1967 par Raymond CHICAULT, Michel SOUTIF
- Version courante de mars 2018 par Serge PELISSIER, Ali SARI, Pascal VENET
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4. Accumulateurs au lithium
4.1 Généralités
Les accumulateurs rechargeables au lithium ont fait l’objet de développement au début des années 1970. Le lithium est le métal léger le plus favorable dans la classification périodique pour constituer un accumulateur de fortes énergies massique et volumique. Toutefois, il réagit violemment avec l’eau et nécessite donc l’emploi d’électrolytes organiques appropriés 4.2.4.4.
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En accumulateur, l’utilisation d’électrode négative en lithium- métal a pour le moment échoué sur l’écueil de la formation de dendrites perforant le séparateur et du rendement électrochimique médiocre aux régimes usuels.
Le lithium-métal a toutefois été utilisé allié à l’aluminium et à d’autres additifs métalliques (Sn, Bi, ln) dans des accumulateurs V2O5 / Li ou MnO2 / Li avec une tension voisine de l’ordre de 3 V, pour des applications du type secours de mémoire où le régime est très faible et le nombre total de cycles très réduit. Il demeure ainsi bien adapté en format bouton pour cette application.
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Le principe d’utiliser le lithium en insertion dans une structure hôte a donc été envisagé de façon à contourner les problèmes du lithium-métal. Des oxydes ou des chalcogénures de métaux ont été proposés, mais c’est avec l’insertion du lithium dans une structure hôte en carbone que Sony a commercialisé, depuis le début des années 1990, un accumulateur de tension voisine de 3,6 V pour des applications vidéo et téléphonie et l’a baptisé « lithium‐ion ».
L’électrode positive est également une structure d’insertion du lithium en oxyde de cobalt lithié. Le couple est ainsi Li Co O2 / C.
D’autres composés d’insertion du lithium ont été proposés pour l’électrode positive, en particulier Li Mn2 O4 , qui est utilisé par certains fabricants, ou Li Ni O2 dopé, qui semble bientôt pouvoir être utilisé. Ces deux derniers matériaux sont souvent modifiés par des additions d’aluminium,...
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Accumulateurs au lithium
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Handbook of batteries and fuel cells - . 2e éd., Linden McGraw Hill (1994).
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(2) - Maintenance free batteries : lead acid, nickel‐ cadmium, nickel‐metal hybride. - A handbook of battery technology, 2nd edition, D. Berndt, J. Wiley and sons (1997).
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(3) - * - Commercial literature and data book of battery manufacturers.
-
(4) - FALK (S.U.), SALKIND (A.) - Alkaline Storage Batteries. - John Wiley, New York (1969).
-
(5) - PLANTE (G.) - * - Compt. Rend. Acad. Sci, 50, 640 (1860).
-
(6) - VINAL (G.) - Storage Batteries. - 4th edition, John Wiley, New York (1955).
-
(7) - BODE (H.) - Lead...
NORMES
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Accumulateurs alcalins batteries monobloc d’éléments boutons rechargeables étanches au nickel-cadmium. - NF EN 61150 - 7-1994
-
Accumulateurs alcalins et autres accumulateurs à électrolyte non acide. Guide pour l’expression des courants dans les normes d’accumulateurs alcalins. - CEI 61434 - 9-1996
-
Marquage des accumulateurs avec le symbole international de recyclage ISO 7000-1135. - CEI 61429 - 12-1995
-
Piles électriques. 1re partie : Généralités. - CEI 60086‐1 - 11-2000
-
Piles électriques. 2e partie : Spécifications physiques et électriques. - CEI 60086‐2 - 10-2001
-
Accumulateurs alcalins et autres accumulateurs à électrolyte non acide. Éléments et batteries d’accumulateurs au lithium pour applications portables. - CEI 61960 - 12-2003
-
Standard for lithium batteries. - UL 1642 - 4-1995
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...
ANNEXES
Directive 91/157/CEE du Conseil relative aux piles et accumulateurs contenant certaines matières dangereuses.
Loi 75‐633 du 15 juillet 1975 relative à l’élimination des déchets et à la récupération des matériaux.
Décret 99‐374, du 12 mai 1999 modifié par le décret 99‐1171 du 29 décembre 1999, relatif à la mise sur le marché des piles et accumulateurs et à leur élimination.
Décret 2002-540 relatif à la classification des déchets.
Arrêté 2002-12-30 relatif au stockage des déchets dangereux.
HAUT DE PAGE2 Organismes liés à la collecte et au recyclage
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Structures associatives
European Battery Recycling Association (EBRA) http://www.ebrarecycling.org
Battery Recycling International http://www.batterycouncil.org
Syndicat français des recycleurs de piles et d’accumulateurs (SFRAP)
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Quelques sociétés de collecte et de recyclage
Screlec http://www.screlec.fr
SARP...
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