EP3058610A1 - Cellule lithium-ion de stockage d'énergie électrique comprenant une électrode positive comprenant un matériau du type lco-lmo - Google Patents

Cellule lithium-ion de stockage d'énergie électrique comprenant une électrode positive comprenant un matériau du type lco-lmo

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EP3058610A1
EP3058610A1 EP14796811.9A EP14796811A EP3058610A1 EP 3058610 A1 EP3058610 A1 EP 3058610A1 EP 14796811 A EP14796811 A EP 14796811A EP 3058610 A1 EP3058610 A1 EP 3058610A1
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EP
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compound
weight
positive electrode
cell
cell according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14796811.9A
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Inventor
Bruno DELOBEL
Lauréline MARCHAL
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Lithium-ion storage cell for electrical energy comprising a positive electrode comprising a LCO-LMO type material
  • the present invention relates to a lithium-ion electric energy storage cell comprising an electrode comprising a LiCoC -LiM ⁇ C type material, and a battery comprising such cells.
  • Lithium-ion batteries have become widely accepted in the consumer electronics and automotive industries.
  • Lithium-ion batteries consist of a series and parallel assembly of lithium-ion cells for storing electrical energy.
  • Each cell contains a negative electrode and a positive electrode. During the discharge, the lithium ions move from the negative electrode to the positive electrode, and during the charging of the positive electrode to the negative electrode.
  • the batteries must be capable of providing the power of a large amount in order to maximize the range but also to provide a high power, for example in the case of the acceleration of a vehicle.
  • Hybrid Electric Vehicle - HEV Hybrid Electric Vehicle
  • Power cells ie cells that are capable of delivering significant power in a short time, currently use “hard” or “so ft” carbon electrodes or Li 4 + x titanate electrodes. Ti 5 0 i 2 with 0 ⁇ x ⁇ 3 (or LTO). These cells can make it possible to obtain currents greater than 50 ° C. (a current of 1 ° C. discharges the cell in one hour).
  • the positive electrode of the power cells is generally manufactured from Linii / 3Mni / 3 Co i / 302 (or NMC), exemp by the by the method disclosed in WO2013058604.
  • Linii / 3Mni / 3 Co i / 302 or NMC
  • the use of these materials makes it possible to obtain energy densities of up to 200Wh / kg.
  • the NMC material suffers from significant limitations.
  • the diffusion coefficient of this material increases significantly when the state of charge of the cell is low (generally less than 20%). This is even more striking at low temperatures (-20 ° C) where the resistance of the cell drastically increases below 40% state of charge.
  • the subject of the invention is therefore a lithium-ion storage cell for electrical energy comprising a negative electrode. comprising a first material and a positive electrode comprising a second material, wherein:
  • said first material is chosen from titanium oxides or phosphates
  • said second material comprises a first compound chosen from the compounds of formula (I) below: where x and y are real numbers with 0 ⁇ x ⁇ 0.05 and 0 ⁇ y ⁇ 0.3, (or
  • x ', y', z 'and b are real numbers with 0 ⁇ x' ⁇ l Embedded image / 3 ⁇ 0 ⁇ b ⁇ 0.5
  • M ' is selected from Ti, Ni, Co and Fe (or LMO).
  • the cell (LTO-LCO / LMO) according to the invention has a low resistance to low state of charge, even at low temperatures.
  • the cell can be both used over a wider range and at lower temperatures.
  • the cell according to the invention requires less material and is therefore lighter.
  • the subject of the invention is also a lithium-ion battery comprising one or more cells as defined above.
  • FIG. 1 represents the evolution of the standardized resistance of a cell of the prior art LTO-NMC as a function of the state of charge (SOC) at three different temperatures and
  • FIG. 2 represents the evolution of the standardized resistance of a cell according to the invention LTO-LCO / LMO as a function of the state of charge at the same three temperatures.
  • the cell according to the invention is intended to be integrated with a traction battery of a motor vehicle and, more particularly, to be integrated in a lithium-ion battery.
  • Such a battery comprises, as is conventional, several cells which comprise a positive electrode and a negative electrode.
  • the negative electrode comprises, according to the invention, a first material chosen from titanium oxides or phosphates.
  • said first material is selected from TiO 2 , Li 2 Ti 3 O 7, Li 4 Ti 5 O 12 , LiTi 2 (PO 4 ) 3 and a mixture of these compounds.
  • said first material represents from 70 to
  • the positive electrode of the cell according to the invention comprises a second material.
  • the second material here comprises a first compound and a second compound.
  • the second material comprises a first compound chosen from the compounds of formula (I) below:
  • M * is selected from Ti, Ni, Co and Fe.
  • the second material comprises a first compound chosen from the compounds of formula (I) below:
  • x ', y', z 'and b are real numbers with 0 ⁇ x' ⁇ l / 3, 0 ⁇ y' ⁇ 0.2, 0 ⁇ z * ⁇ 0.5, 0 ⁇ b ⁇ 0.5 and M * is selected from Ti, Ni, Co and Fe.
  • the second material comprises a first compound chosen from the compounds of formula (I) below:
  • the first compound of said second material is preferably LiCoo 5Al 0 , o 5 0 2 .
  • the first compound of said second material represents from 1 to 50% by weight, preferably from 10 to 40% by weight, and in particular from 15 to 30% by weight, relative to the total weight of the positive electrode.
  • the second compound of said second material is preferably the compound Lii 05Al i 0, i 05Mni 9O 4.
  • the second compound of said second material represents from 20 to 90% by weight, preferably from 40 to 80% by weight, and in particular from 50 to 70% by weight, relative to the total weight of the positive electrode.
  • the weight ratio of the second compound of said second material to the first compound of said second material is preferably between 0.5 and 10, preferably between 1 and 7, and in particular between 2 and 5.
  • the first material and the second material are coated and / or their surface is modified with a or materials selected from oxides of aluminum, zirconium, silicon, or aluminum phosphate, and a mixture of these materials.
  • first material and the second material and / or modify their surface with one or more materials chosen from AlPO 4 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , and a mixture of these materials.
  • the negative and positive electrodes are here respectively made from the first and second materials, in the proportions indicated above.
  • these electrodes of the cell may further comprise one or more conductive compounds.
  • the conductive compound (s) may be chosen from carbon, for example in the form of graphite, carbon black, carbon fibers, carbon nanotubes, carbon nanotubes, carbon nanospheres, electronically conductive polymers. , and their mixtures.
  • the conductive compound (s) may represent from 0.1 to 15% by weight, preferably from 0.5 to 8% by weight, better still from 2 to 6% by weight, relative to the total weight of the electrode.
  • the electrodes of the cell may further comprise a binder.
  • the binder can be chosen from organic polymers, and more particularly from polytetrafluoroethylenes (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), PVDF-HFP copolymers (propylene hexafluoride), polyethers, polyesters and polymethacrylates. of methyl, polyacrylonitriles, and natural or synthetic elastomers and rubbers such as styrene-butadiene rubber and CMC-SBR
  • the binder when present, can represent from 1 to 10% by weight, preferably from 2 to 8% by weight, and in particular from 3 to 7% by weight, relative to the total weight of the electrode.
  • the electrodes of the cell which have just been described are generally prepared by mixing the compounds described above in a solvent.
  • This solvent may especially be chosen from N-methyl-2-pyrrolidone and water in the case of CMC-SBR.
  • the weight ratio of the solvent to the total mixture is generally between 0.05 and 0.9.
  • the ink resulting from the mixing of the solvent and the materials described above, supplemented if necessary with the conductive compound (s) and the binder, is generally spread on a current collector.
  • the current collector may be chosen from metal sheets comprising metals such as copper, aluminum, steel, nickel
  • the present invention is illustrated by the following example.
  • a cell A according to the invention and a comparative cell B are prepared according to the following protocol:
  • a positive electrode Ai of the cell A according to the invention and a positive electrode Bi of the comparative cell B are prepared in proportions by weight for each ingredient according to the table below:
  • PVDF-HFP Poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)
  • All ingredients of each composition are mixed with N-methyl-2-pyrrolidone to create an ink.
  • the weight ratio of the solvent to the ink is 0.7.
  • the ink thus formed is then spread on a current collector and dried at 150 ° C for 24 ° C.
  • a 2 (cell according to the invention) and B 2 (comparative cell) are prepared in the proportions by weight for each ingredient according to the table below:
  • Negative electrodes are made in the same way as the positive electrodes above.
  • the storage cell of the electrical energy according to the invention A is prepared from the positive electrode A 1 and the negative electrode A 2 described above.
  • Comparative electric energy storage cell B is prepared from the positive electrode Bi and the negative electrode B 2 described above.
  • the electrodes are assembled with a separator of 15 ⁇ polypropylene and the whole is impregnated with electrolyte (LiPF 6 1 mol / L in an ethylene carbonate / diethyl carbonate mixture with a mass ratio of 3/7.
  • FIG. 1 represents the evolution of the normalized resistance of cell B as a function of the state of charge (SOC) of the cell at three different temperatures: + 20 ° C., 0 ° C. and -20 ° C.
  • FIG. 2 represents the evolution of the normalized resistance of the cell A as a function of the state of charge (SOC) of the cell at three different temperatures: + 20 ° C., 0 ° C. and -20 ° C.
  • the cell according to the invention has a more stable performance over time than the comparative cell B.
  • the range of use of the cell according to the invention is substantially improved at low temperatures ranging from 0 ° C. to -20 ° C., unlike the comparative cell B.
  • the use of the cell A according to the invention therefore makes it possible to obtain the same power as with a cell of the prior art but with a much lower battery mass since the range of use is greater in the cell according to the invention. the invention.

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Abstract

L'invention concerne une cellule lithium-ion de stockage de l'énergie électrique comprenant une électrode négative comprenant un premier matériau et une électrode positive comprenant un second matériau. Le dit premier matériau (électrode négative) est choisi parmi les oxydes de titane, par exemple Li4Ti5O1 2. Le dit second matériau (électrode positive) comprend : • un premier composé (LCO) choisi parmi les composés de formule (I) suivante : Li1+xCo 1-x-yAlyO2 (I) où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3 (par exemple LiCo 0,95AI 0,05O 2); • et un second composé (LMO) choisi parmi les composés de formule (II) suivante Li1 +X'Mn2 -x'-y'-Z'Aly 'M ' 2'O4-bFb (II) où x', y', z' et b sont des nombres réels avec 0<x'≤l/3, 0<y'<0,2, 0<z'<0,5, 0<b<0,5 et M' est choisi parmi Ti, Ni, Co et Fe (par exemple Li 1,05AI 0,05Mn 1,9O 4).

Description

Cellule lithium-ion de stockage d' énergie électrique comprenant une électrode positive comprenant un matériau du type LCO-LMO
La présente invention concerne une cellule lithium-ion de stockage d' énergie électrique comprenant une électrode comprenant un matériau de type LiCoC -LiM^C , ainsi qu'une batterie comprenant de telles cellules .
Les batteries lithium-ion se sont largement imposées dans les domaines de l ' électronique grand public et dans l ' automobile.
En effet, elles permettent notamment d' envisager le développement de véhicules électriques présentant une autonomie supérieure à 200 km.
Les batteries lithium-ion sont constituées d'un assemblage en série et en parallèle de cellules lithium-ion de stockage d' énergie électrique.
Chaque cellule contient une électrode négative et une électrode positive. Pendant la décharge, les ions lithium se déplacent de l ' électrode négative vers l ' électrode positive, et pendant la charge de l ' électrode positive vers l ' électrode négative.
Dans le domaine des véhicules automobiles, afin de favoriser le développement des véhicules à traction électrique ou hybride et leur diffusion auprès d'un large public, le coût des batteries doit diminuer mais en parallèle leur durée de vie et leurs performances doivent augmenter.
Ainsi, les batteries doivent être capables de fournir à la fo is une énergie importante afin de maximiser l ' autonomie mais aussi de fournir une puissance importante, par exemp le dans le cas de l ' accélération d'un véhicule.
Par exemple, les véhicules purement électriques (Electric Véhicule - EV) nécessitent de disposer de batteries qui leur permettent une grande autonomie et donc qui leur apportent une énergie importante.
Par ailleurs, les véhicules électriques hybrides (Hybrid Electric Véhicule - HEV) ont besoin de batteries qui leur apportent de la puissance puisqu' ici les batteries viennent ponctuellement en remplacement ou en complément du moteur thermique.
Les cellules « de puissance », c'est-à-dire les cellules qui sont capables de délivrer une puissance importante en peu de temps, utilisent actuellement des électrodes en « hard » ou « so ft » carbone ou en titanate Li4+xTi50 i 2 avec 0<x<3 (ou LTO). Ces cellules peuvent permettre d'obtenir des courants supérieurs à 50C (un courant de 1 C décharge la cellule en une heure) .
L ' électrode positive de ces cellules de puissance est en général fabriquée à partir de LiNii/3Mni /3 Co i /302 (ou NMC), par exemp le par le procédé décrit dans le document WO2013058604. L 'utilisation de ces matériaux permet d' obtenir des densités d ' énergie pouvant aller jusqu' à 200Wh/kg.
Cependant, le matériau NMC souffre de limitations importantes. Le coefficient de diffusion de ce matériau (et donc son impédance) augmente de manière importante lorsque l ' état de charge de la cellule est faible (en général inférieur à 20 %) . Ceci est encore plus marquant à basses températures (-20° C) où la résistance de la cellule augmente de manière drastique en dessous de 40 % d' état de charge.
Cela a pour effet direct de limiter la plage d'utilisation de la cellule (LTO-NMC) à basses températures car la cellule n' est plus en mesure à partir d 'un certain niveau d' état de charge d' assurer un courant important.
II existe donc un besoin de développer de nouvelles cellules de puissance qui sont utilisables dans une large plage d'utilisation, et en particulier aussi bien à bas niveau d ' état de charge, qu ' à basses températures.
Il a maintenant été découvert un nouveau matériau d' électrode positive qui associé à une électrode négative en oxyde de titane permet d' apporter une so lution aux problèmes ci-dessus mentionnés.
L 'invention a donc pour objet une cellule lithium-ion de stockage d' énergie électrique comprenant une électrode négative comprenant un premier matériau et une électrode positive comprenant un second matériau, dans lesquelles :
- ledit premier matériau est choisi parmi les oxydes ou phosphates de titane, et
- ledit second matériau comprend un premier composé choisi parmi les composés de formule (I) suivante : où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3, (ou
LCO)
et un second composé choisi parmi les composés de formule (II) suivante
Lii+x >Mn2-X'-y'-z'Aly >M'z >04-bFb (II) où x', y', z' et b sont des nombres réels avec 0<x'<l/3, 0<y'<0,2, 0<z'<0,5, 0<b<0,5 et M' est choisi parmi Ti, Ni, Co et Fe (ou LMO).
La cellule (LTO-LCO/LMO) selon l'invention présente une faible résistance à bas état de charge y compris à basses températures.
Ainsi la cellule peut être à la fois utilisée sur une plage plus large et à des températures plus faibles.
De plus, à puissance égale par rapport à des cellules de l'état de l'art, la cellule selon l'invention nécessite moins de matière et est donc plus légère.
L'invention a également pour objet une batterie lithium-ion comprenant une ou plusieurs cellules telles que définies ci-dessus.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à l'examen de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente l'évolution de la résistance normalisée d'une cellule de l'art antérieur LTO-NMC en fonction de l'état de charge (SOC - « State of charge ») à trois températures différentes et - la figure 2 représente l ' évo lution de la résistance normalisée d'une cellule selon l' invention LTO-LCO/LMO en fonction de l ' état de charge aux trois mêmes températures .
Dans un mode de mise en œuvre, la cellule selon l' invention est destinée à être intégrée à une batterie de traction d'un véhicule automobile et, plus particulièrement, à être intégrée à une batterie lithium-ion.
Une telle batterie comporte, comme cela est classique, plusieurs cellules qui comportent une électrode positive et une électrode négative.
L ' électrode négative comprend selon l' invention, un premier matériau choisi parmi les oxydes ou phosphates de titane.
De préférence, ledit premier matériau est choisi parmi Ti02 , Li2Ti307, Li4Ti50 i 2, LiTi2(P04)3 et un mélange de ces composés .
Avantageusement, ledit premier matériau représente de 70 à
99 % en poids, de préférence de 80 à 97 % en poids, et en particulier de 90 à 95 % en poids, par rapport au poids total de l ' électrode négative.
L ' électrode positive de la cellule selon l' invention comprend un second matériau.
Le second matériau comprend ici un premier composé et un second composé.
De manière préférée, le second matériau comprend un premier composé choisi parmi les composés de formule (I) suivante :
où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3 , et un second composé choisi parmi les composés de formule (II) suivante :
Lii +X'Mn2_X'_y'_Z'Aly'M ' Z'04_bFb (II)
où x', y', z' et b sont des nombres réels avec 0<x'< l /3 ,
0<y'<0,2, 0<z*<0,5 , 0<b<0,5 et M* est choisi parmi Ti, Ni, Co et Fe .
De manière particulièrement préférée, le second matériau comprend un premier compose choisi parmi les composés de formule (I) suivante :
où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3, et un second composé choisi parmi les composés de formule (II) suivante :
Lii+x >Mn2-X'-y'-z'Aly >M'z >04-bFb (II)
où x', y', z' et b sont des nombres réels avec 0<x'≤l/3, 0<y'<0,2, 0<z*<0,5, 0<b<0,5 et M* est choisi parmi Ti, Ni, Co et Fe.
Dans une variante particulièrement préférée de l'invention, le second matériau comprend un premier composé choisi parmi les composés de formule (I) suivante :
où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3, et un second composé choisi parmi les composés de formule (ΙΓ) suivante :
Li1+X"Mn2_X"_y"Aly"04 (ΙΓ)
où x" , y" sont des nombres réels avec 0<x"<l/3, 0<y"<0,2.
Le premier composé dudit second matériau est de préférence le composé LiCoo, 5Al0,o502.
Avantageusement, le premier composé dudit second matériau représente de 1 à 50 % en poids, de préférence de 10 à 40 % en poids, et en particulier de 15 à 30 % en poids, par rapport au poids total de l'électrode positive.
Le second composé dudit second matériau est de préférence le composé Liii05Al0,05Mnii9O4.
Avantageusement, le second composé dudit second matériau représente de 20 à 90 % en poids, de préférence de 40 à 80 % en poids, et en particulier de 50 à 70 % en poids, par rapport au poids total de l'électrode positive.
Dans l'électrode positive de la cellule selon l'invention, le ratio pondéral du second composé dudit second matériau sur le premier composé dudit second matériau est de préférence compris entre 0,5 et 10, de préférence entre 1 et 7, et en particulier entre 2 et 5.
Dans une variante de l'invention, le premier matériau et le second matériau sont enrobés et/ou leur surface est modifiée avec un ou des matériaux choisis parmi les oxydes d' aluminium, de zirconium, de silicium ou par un phosphate d' aluminium, et un mélange de ces matériaux.
On pourra ainsi enrober le premier matériau et le second matériau et/ou modifier leur surface avec un ou des matériaux choisis parmi A1P04, AI2O3 , Zr02, Si02, et un mélange de ces matériaux.
Ainsi, les électrodes négatives et positives sont ici réalisées respectivement à partir des premier et second matériaux, dans les proportions indiquées précédemment.
Toutefois, ces électrodes de la cellule peuvent comprendre en outre un ou plusieurs composés conducteurs .
Le ou les composés conducteurs peuvent être choisis parmi le carbone, par exemple sous la forme de graphite, de noir de carbone, de fibres de carbone, de nano fils de carbone, de nanotubes de carbone, de nanosphères de carbone, les polymères conducteurs électroniques, et leurs mélanges.
Le ou les composés conducteurs peuvent représenter de 0, 1 à 15 % en poids, de préférence de 0,5 à 8 % en poids, mieux de 2 à 6 % en poids, par rapport au poids total de l ' électrode.
Les électrodes de la cellule peuvent encore comprendre un liant.
Le liant peut être choisi parmi les polymères organiques, et plus particulièrement parmi les polytétrafluoroéthylènes (PTFE), les poly( fluorure de vinylidène) (PVDF), les copolymères PVDF-HFP (hexafluorure de propylène), les polyéthers, les polyesters, les polyméthacrylates de méthyle, les polyacrylonitriles, et les élastomères et caoutchoucs naturels ou synthétiques tels que le caoutchouc styrène-butadiène et le CMC-SBR
(carboxyméthylcellulo se-caoutchouc styrène/butadiène).
Le liant, lorsqu'il est présent, peut représenter de 1 à 10 % en poids, de préférence de 2 à 8 % en poids, et en particulier de 3 à 7 % en poids, par rapport au poids total de l ' électrode. Les électrodes de la cellule qui viennent d'être décrites sont généralement préparées par mélange des composés ci-dessus décrits dans un solvant.
Ce solvant peut notamment être choisi parmi la N-méthyl-2- pyrrolidone et l'eau dans le cas du CMC-SBR.
Le ratio pondéral du solvant sur le mélange total est généralement compris entre 0,05 et 0,9.
L'encre résultant du mélange du solvant et des matériaux décrits précédemment, complétée le cas échéant, du ou des composés conducteurs et du liant est généralement étalée sur un collecteur de courant.
Le collecteur de courant peut être choisi parmi des feuilles métalliques comprenant des métaux tels que le cuivre, l'aluminium, l'acier, le nickel
La présente invention est illustrée par l'exemple suivant.
Exemple
Une cellule A selon l'invention et une cellule B comparative sont préparées d'après le protocole suivant :
Electrodes positives
Une électrode positive Ai de la cellule A selon l'invention et une électrode positive Bi de la cellule B comparative sont préparées dans les proportions en poids pour chaque ingrédient selon le tableau ci-dessous :
Electrode Ai Electrode Bi
Ingrédients
(invention) (comparative)
LiCo0,95Alo,o502 (LCO) 25
Lii,o5Alo,o5 ni,9C>4 (LMO) 65 _
LiNii/3Mni/3Coi/302 (NMC) _ 90
Carbone conducteur 5 5 Liant (i)
(1) poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène) (PVDF-HFP)
Tous les ingrédients de chaque composition sont mélangées à de la N-méthyl-2-pyrrolidone afin de créer une encre. Le ratio pondéral du solvant sur l'encre est de 0,7.
L'encre ainsi formée est ensuite étalée sur un collecteur de courant et séchée à 150°C pendant 24°C.
Deux électrodes négatives identiques A2 (cellule selon l'invention) et B2 (cellule comparative) sont préparées dans les proportions en poids pour chaque ingrédient selon le tableau ci- dessous :
Les électrodes négatives sont fabriquées de la même manière que les électrodes positives ci-dessus.
La cellule de stockage de l'énergie électrique selon l'invention A est préparée à partir de l'électrode positive Ai et de l'électrode négative A2 décrites ci-dessus.
La cellule de stockage de l'énergie électrique comparative B est préparée à partir de l'électrode positive Bi et de l'électrode négative B2 décrites ci-dessus.
Les électrodes sont assemblées avec un séparateur de 15 μιη en polypropylène et le tout est imbibé d'électrolyte (LiPF6 à 1 mol/L dans une mélange carbonate d'éthylène/carbonate de diéthyle d'un ratio massique de 3/7.
Les propriétés des cellules ainsi obtenues sont comparées. Les résultats sont rassemblés dans les figures annexées 1 et 2. La figure 1 représente l'évolution de la résistance normalisée de la cellule B en fonction de l'état de charge (SOC) de la cellule à trois températures différentes : +20°C, 0°C et -20°C.
La figure 2 représente l'évolution de la résistance normalisée de la cellule A en fonction de l'état de charge (SOC) de la cellule à trois températures différentes : +20°C, 0°C et -20°C.
On constate que la cellule selon l'invention A a des performances plus stables dans le temps que la cellule comparative B.
En particulier, la gamme d'utilisation de la cellule selon l'invention A est sensiblement améliorée à basses températures allant de 0°C à -20°C contrairement à la cellule comparative B.
L'utilisation de la cellule A selon l'invention permet donc d'obtenir la même puissance qu'avec une cellule de l'art antérieur mais avec une masse de batterie bien inférieure puisque la gamme d'utilisation est plus importante dans la cellule selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cellule lithium- ion de stockage d'énergie électrique, comprenant une électrode négative comprenant un premier matériau et une électrode positive comprenant un second matériau, caractérisée en ce que :
- ledit premier matériau est choisi parmi les oxydes ou phosphates de titane, et
- ledit second matériau comprend un premier composé choisi parmi les composés de formule (I) suivante où x et y sont des nombres réels avec 0<x<0,05 et 0<y<0,3,
et un second composé choisi parmi les composés de formule (II) suivante
Lii+x >Mn2-X'-y'-z'Aly >M'z >04-bFb (II) où x', y', z' et b sont des nombres réels avec 0<x'<l/3, 0<y'<0,2, 0<z'<0,5, 0<b<0,5 et M' est choisi parmi Ti, Ni, Co et Fe.
2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier matériau est choisi parmi Ti02, Li2Ti307, Li4Ti50i2, LiTi2(P04)3 et un mélange de ces composés.
3. Cellule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le premier composé dudit second matériau est de préférence le composé LiCoo,95Alo,os02.
4. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier composé dudit second matériau représente de 1 à 50 % en poids, de préférence de 10 à 40 % en poids, et en particulier de 15 à 30 % en poids, par rapport au poids total de l'électrode positive.
5. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second composé dudit second matériau est de préférence le composé Li^osAlcosMni^C
6. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second composé dudit second matériau représente de 20 à 90 % en poids, de préférence de 40 à 80 % en poids, et en particulier de 50 à 70 % en poids, par rapport au poids total de l ' électrode positive.
7. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ratio pondéral du second composé dudit second matériau sur le premier composé dudit second matériau est compris entre 0,5 et 10, de préférence entre 1 et 7, et en particulier entre 2 et 5.
8. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier matériau et le second matériau sont enrobés et/ou leur surface est modifiée avec un ou des matériaux choisis parmi les oxydes d' aluminium, de zirconium, de silicium ou par un phosphate d' aluminium, et un mélange de ces matériaux.
9. Cellule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier matériau et le second matériau sont enrobés et/ou leur surface est modifiée avec un ou des matériaux choisis parmi A1P04, AI2O3 , Zr02, Si02, et un mélange de ces matériaux.
10. Batterie lithium-ion comprenant une ou plusieurs cellules selon l 'une quelconque des revendications précédentes .
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