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Comment fonctionne une batterie lithium-ion : décharge et recharge

Dernière modification : 27/10/2025 -  0

La batterie lithium-ion repose sur un principe chimique simple : le déplacement d’ions lithium (Li?) entre deux électrodes, l’anode et la cathode. L’anode est généralement composée de graphite, capable d’accueillir les ions lithium dans ses couches de carbone. La cathode, elle, est constituée d’un oxyde métallique (souvent à base de nickel, de manganèse et de cobalt, ou de fer phosphate). Les deux sont séparées par un électrolyte, liquide ou gélifié, qui laisse passer les ions mais bloque les électrons. Enfin, un séparateur microporeux empêche tout contact direct entre les électrodes pour éviter le court-circuit.

Le processus de décharge

Lorsqu’on consomme de l’énergie (en roulant par exemple), la batterie se décharge. Les ions lithium quittent alors l’anode pour rejoindre la cathode en traversant l’électrolyte. Pendant ce temps, les électrons qui accompagnaient ces ions circulent à l’extérieur, dans le circuit électrique du véhicule, fournissant l’énergie nécessaire au moteur et aux systèmes électroniques.
La décharge est un phénomène spontané : les ions vont naturellement vers un état plus stable. Plus la batterie est chargée, plus le déséquilibre entre les deux électrodes est grand, et plus la tension est élevée. Ce déséquilibre tend à s’annuler au fur et à mesure de la décharge, jusqu’à ce que la tension devienne trop faible pour maintenir le courant.

A lire : plus de détails sur le processus de décharge

Le processus de recharge

Lorsqu’on branche la batterie, la tension du chargeur force le flux à s’inverser. Les électrons sont renvoyés vers l’anode, et les ions lithium suivent en traversant à nouveau l’électrolyte, cette fois dans le sens inverse. Ils viennent se réinsérer entre les couches de graphite, rétablissant le déséquilibre chimique qui caractérise une batterie pleine.
Ce processus est contraint : il ne se produit que parce qu’on impose une tension plus élevée que celle de la batterie. À froid, cette réinsertion devient risquée car les ions se déplacent lentement. S’ils ne parviennent pas à pénétrer dans le graphite, ils se déposent à sa surface sous forme de lithium métallique, ce qui peut endommager la cellule. C’est pourquoi le BMS (système de gestion) bloque la recharge rapide tant que la batterie n’a pas atteint une température suffisante.

En résumé, la batterie lithium-ion vit au rythme d’un ballet parfaitement orchestré : les ions lithium oscillent d’une électrode à l’autre selon qu’on lui demande de fournir ou d’absorber de l’énergie. Tout repose sur un équilibre entre chimie, température et gestion électronique.

A lire : plus de détails sur le processus de recharge

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