Moukhlij Batteries Visualization

Visualisations interactives de la science des batteries lithium-ion, sodium-ion et tout-solide : le mouvement des ions et des électrons, et les structures cristallines qui les accueillent.

LiₓC₆ → C₆ + x Li⁺ + x e⁻

Younes MoukhlijIngénieur logiciel (ancien de 1337 Coding School) - doctorant chercheur à la FPK USMS.

Courbes de tension et de capacité

Comment la tension de chaque électrode évolue à mesure qu'elle délivre sa capacité, et comment un régime plus rapide (C-rate) raccourcit et abaisse la courbe. 1C correspond à une décharge complète en une heure ; 10C en six minutes.

Régime C (décharge)C/10

LCO
NMC111
NMC811
NCA
LFP
LMO

Modèle schématique, pas des données mesurées. La forme des courbes suit qualitativement les profils de tension publiés ; l'effet du régime est un modèle simple de perte de capacité et de polarisation, destiné à montrer la tendance : plus le régime est rapide, plus la courbe de décharge est courte et basse.

Chiffres clés

Les tensions et les capacités pratiques sont des valeurs typiques de la littérature ; les capacités théoriques sont calculées à partir de la formule, Q = nF / (3,6 M). L'énergie spécifique est donnée à l'échelle du matériau face à une contre-électrode métallique (Q × V) : celle d'une cellule complète est plus faible.

Matériau	Tension moyenne	Théorique	Pratique typique	Modèle à C/10	Énergie spécifique	Durée de vie
LCOLiCoO₂	≈3,8 V^{[32, 33, 34]}	274 mAh/g	≈140–150 mAh/g	148 mAh/g	≈560 Wh/kg	Bonne si la charge s'arrête vers 4,2 V ; s'use plus vite avec des tensions de coupure plus élevées.
NMC111LiNi₁/₃Mn₁/₃Co₁/₃O₂	≈3,7 V^{[32, 37]}	278 mAh/g	150 mAh/g (3,5–4,2 V) ; 200 mAh/g jusqu'à 5,0 V	149 mAh/g	≈560 Wh/kg	Bonne ; un choix courant pour les cellules de véhicules électriques à longue durée de vie.
NMC811LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂	≈3,7 V^{[38, 39]}	276 mAh/g	≈200 mAh/g	199 mAh/g	≈740 Wh/kg	>95 % de la capacité conservée après 100 cycles en demi-cellule ; les grades plus riches en Ni s'usent plus vite.
NCALiNi₀.₈Co₀.₁₅Al₀.₀₅O₂	≈3,7 V^[32]	279 mAh/g	≈199 mAh/g	198 mAh/g	≈740 Wh/kg	Bonne, mais sensible aux hautes températures et aux cycles profonds.
LFPLiFePO₄	≈3,4–3,5 V (plat)^{[32, 35]}	170 mAh/g	≈160–165 mAh/g	165 mAh/g	≈570 Wh/kg	Très longue ; la plus durable des cathodes courantes.
LMOLiMn₂O₄	≈4,1 V^{[32, 36, 55]}	148 mAh/g	≈120 mAh/g	120 mAh/g	≈490 Wh/kg	Moyenne ; le manganèse se dissout à température élevée et empoisonne l'anode.