FR2833760A1 - Dispersion de metal lithium dans des anodes de batterie secondaire - Google Patents

Dispersion de metal lithium dans des anodes de batterie secondaire Download PDF

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Abstract

La présente invention est un accumulateur qui a une haute capacité spécifique et une bonne cyclabilité et peut être utilisé de manière sûre. Cet accumulateur est fabriqué de façon à comporter une anode formée d'une matière de base capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, telle qu'une matière carbonée, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base. Les anodes fraîchement préparées de l'invention sont combinées avec une électrode positive comportant une matière active, un séparateur qui sépare les électrodes positive et négative, et un électrolyte en communication avec l'électrode positive et l'électrode négative. La présente invention comprend aussi un procédé de préparation d'une anode fraîchement préparée et un procédé d'exploitation d'un accumulateur comportant l'anode de l'invention.

Description

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Domaine de l'invention
La présente invention concerne les accumulateurs à hautes capacités spécifiques et particulièrement les anodes pour accumulateurs qui comprennent une matière de base telle qu'une matière carbonée capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base.
Arrière-plan de l'invention
Les accumulateurs au lithium et aux ions lithium ont récemment trouvé un usage dans certaines applications, par exemple dans les téléphones cellulaires, les caméscopes et les ordinateurs portables, et encore plus récemment, dans des applications à plus grande puissance, par exemple dans les véhicules électriques et les véhicules électriques hybrides. Il est préférable dans ces applications que les accumulateurs aient la capacité spécifique la plus haute possible, mais présentent encore des conditions sûres de fonctionnement et une bonne cyclabilité afin que la haute capacité spécifique soit conservée dans les cycles ultérieurs de recharge et décharge.
Il existe diverses constructions d'accumulateurs, mais chaque construction comporte une électrode positive (ou cathode), une électrode négative (ou anode), un séparateur qui sépare la cathode de l'anode, et un électrolyte en communication électrochimique avec la cathode et l'anode.
Dans les accumulateurs au lithium, des ions lithium sont transférés de l'anode à la cathode à travers l'électrolyte lors de la décharge de l'accumulateur, c'est-à-dire lors de son application propre. Pendant ce processus, des électrons sont extraits de l'anode et transmis à la cathode par un circuit extérieur. Lors de la charge ou la recharge de l'accumulateur,
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les ions lithium sont transférés de la cathode à l'anode à travers l'électrolyte.
Historiquement, des accumulateurs au lithium ont été produits avec comme matières actives de la cathode des composés non lithiés ayant de hautes capacités spécifiques tels que TiS2, MoS2, Mn02 et V205. Ces matières actives de cathode ont été associées à des anodes en lithium métal.
Lors de la décharge de l'accumulateur, des ions lithium sont transférés de l'anode en lithium métal à la cathode à travers l'électrolyte.
Malheureusement, lors du cyclage, le lithium métal produit des dendrites qui créent finalement des conditions peu sûres dans l'accumulateur. Pour cette raison, la production de ces types d'accumulateurs a été arrêtée au début des années 90 en faveur des accumulateurs à ions lithium.
Les accumulateurs à ions lithium utilisent ordinairement comme matières actives de la cathode des oxydes de lithium métal tels que LiCo02 et LiNi02 associés à une anode à base de carbone. Dans ces accumulateurs, il ne se forme pas de dendrites de lithium sur l'anode, ce qui rend l'accumulateur plus sûr. Cependant, le lithium, dont la quantité détermine la capacité de l'accumulateur, est totalement fourni par la cathode. Cela limite le choix des matières actives de la cathode, car ces matières actives doivent contenir du lithium extractible. En outre, les produits délithiés correspondant à LiCo02 et LiNi02 qui se forment pendant la charge (par exemple LixCo02 et LixNi02 avec 0,4 < x < 1,0) et pendant la surcharge (par exemple LixCo02 et LixNi02 avec x < 0,4) ne sont pas stables. En particulier, ces produits délithiés tendent à réagir avec l'électrolyte et produire de la chaleur, ce qui accroît les soucis de sûreté.
Résumé de l'invention
La présente invention est un accumulateur ayant une haute capacité spécifique et une bonne cyclabilité et qui fonctionne de manière sûre. Selon l'invention, l'accumulateur fraîchement préparé comporte une anode qui est formée d'une matière de base capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base. De préférence, le lithium métal est une poudre fine
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de lithium et, plus préférablement, a une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns. La matière de base comprend une ou plusieurs matières choisies dans le groupe constitué des matières carbonées, de Si, de Sn, des oxydes d'étain, des alliages composites d'étain, des oxydes des métaux de transition, des nitrures de lithium métal et des oxydes de lithium métal. De préférence, la matière de base comprend une matière carbonée et, plus préférablement, comprend du graphite.
Les accumulateurs fraîchement préparés de l'invention comportent une électrode positive comportant une matière active, une électrode négative comprenant une matière de base capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base, un séparateur qui sépare les électrodes positive et négative, et un électrolyte en communication avec l'électrode positive et l'électrode négative. De préférence, la matière active de la cathode est un composé qui peut être lithié à un potentiel électrochimique de 2,0 à 5,0 V par rapport au lithium. Par exemple, la matière active de la cathode peut être Mn02, V205 ou MoS2 ou un mélange de ceux-ci. Le lithium métal contenu dans l'anode est de préférence une poudre fine de lithium et, plus préférablement, a une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns. La matière de base comprend une ou plusieurs matières choisies dans le groupe constitué des matières carbonées, de Si, de Sn, des oxydes d'étain, des alliages composites d'étain, des oxydes des métaux de transition, des nitrures de lithium métal et des oxydes de lithium métal. De préférence, la matière de base de l'électrode négative comprend une matière carbonée et, plus préférablement, comprend du graphite. La quantité de lithium métal présente dans l'électrode négative, de préférence, ne dépasse pas la quantité maximale suffisante pour s'intercaler dans la matière de base de l'électrode négative, s'allier avec cette matière ou être absorbée par cette matière. Par exemple, si la matière de base est du carbone, la quantité de lithium, de préférence, ne dépasse pas la quantité nécessaire pour former LiC6.
La présente invention comprend aussi un procédé de préparation d'une anode fraîchement préparée pour un accumulateur, qui comprend les opérations consistant à prendre une matière de base qui est capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique,
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disperser du lithium métal dans cette matière de base et transformer en une anode la matière de base et le lithium métal qui y est dispersé. De préférence, on mélange le lithium métal et la matière de base avec un liquide non aqueux pour produire une bouillie qu'ensuite on applique sur un collecteur de courant et sèche pour former l'anode. Au lieu de cela, on peut former l'anode par des moyens chimiques en immergeant la matière de base dans une suspension de lithium métal dans un liquide non aqueux et ensuite la transformant en une anode.
La présente invention comprend en outre un procédé d'exploitation d'un accumulateur. D'abord, on prend un accumulateur fraîchement préparé qui comporte une électrode positive comportant une matière active, une électrode négative comprenant une matière de base capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base, un séparateur séparant les électrodes positive et négative, et un électrolyte en communication avec l'électrode positive et l'électrode négative. En particulier, on fabrique l'accumulateur avec du lithium métal dispersé dans la matière de base de l'anode. L'accumulateur fraîchement assemblé est dans un état chargé et, plus préférablement, dans un état complètement chargé (avec tout le lithium extractible présent dans l'anode de l'accumulateur fraîchement préparé). On décharge initialement l'accumulateur fraîchement préparé par transmission d'ions lithium de l'électrode négative à l'électrode positive à travers l'électrolyte. On peut ensuite charger ou recharger l'accumulateur par transmission d'ions lithium de l'électrode positive à l'électrode négative à travers l'électrolyte et ensuite le décharger de nouveau par transmission d'ions lithium de l'électrode négative à l'électrode positive à travers l'électrolyte. De nombreux cycles de charge et décharge peuvent avoir lieu avec conservation des hautes capacités spécifiques des matières actives de cathode et conservation de conditions sûres de fonctionnement.
Ces caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention apparaîtront plus aisément à l'homme du métier à l'examen de la description détaillée suivante et du dessin d'accompagnement, qui la première décrit et le second représente les réalisations préférées et autres de la présente invention.
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Brève description du dessin
La fig. 1 représente une construction d'accumulateur simplifiée comportant une cathode, une anode, un séparateur et un électrolyte, selon l'invention.
Description détaillée des réalisations préférées de l'invention
Sur le dessin et dans la description détaillée suivante, des réalisations préférées sont représentées ou décrites en détail pour permettre la pratique de l'invention. Bien que l'invention soit décrite relativement à ces réalisations préférées particulières, on comprendra qu'elle n'est pas limitée à ces réalisations préférées. En effet, l'invention comprend de nombreuses autres réalisations, modifications et formes équivalentes, comme cela apparaîtra à l'examen de la description détaillée suivante et du dessin d'accompagnement.
Comme représenté sur la figure 1, la présente invention est un accumulateur 10 qui comprend une électrode positive ou cathode 12, une électrode négative ou anode 14, un séparateur 16 séparant les électrodes positive et négative, et un électrolyte en communication électrochimique avec l'électrode positive et l'électrode négative. L'accumulateur 10 comporte aussi un collecteur de courant 20 qui est en contact électrique avec la cathode et un collecteur de courant 22 qui est en contact électrique avec l'anode. Les collecteurs de courant 20 et 22 sont en liaison électrique entre eux par un circuit extérieur (non représenté). L'accumulateur 10 peut avoir toute construction connue, telle qu'une construction jelly roll ou empilée.
La cathode 12 est formée d'une matière active, qui est habituellement combinée avec une matière carbonée et un polymère liant.
La matière active utilisée dans la cathode 12 est de préférence une matière qui peut être lithiée à une tension utile (par exemple 2,0 à 5,0 V vis-à-vis du lithium). Préférablement, des matières non lithiées telles que Mn02, V 205 ou MoSz ou des mélanges de ceux-ci peuvent être utilisées comme matière active, et plus préférablement est utilisé Mn02. Cependant, des matières lithiées telles que LiMn204 qui peuvent être davantage lithiées peuvent aussi être utilisées. Les matières actives non lithiées sont préférées, car elles ont généralement dans cette construction de plus hautes capacités
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spécifiques que les matières actives lithiées et peuvent ainsi fournir une plus haute puissance comparativement aux accumulateurs qui contiennent des matières actives lithiées. En outre, étant donné, comme indiqué cidessus, que l'anode 14 contient du lithium, il n'est pas nécessaire que la cathode 12 contienne une matière lithiée pour que l'accumulateur 10 fonctionne. La quantité de matière active prévue dans la cathode 12 est de préférence suffisante pour accepter le lithium métal extractible présent dans l'anode 14. Par exemple, si Mn02 est la matière active de la cathode, une mole de Mn02 est de préférence présente dans la cathode 12 par mole de lithium dans l'anode 14 pour produire LiMn02 dans la cathode lors de la décharge.
En cas d'utilisation de matières actives de cathode qui peuvent être lithiées, comme celles indiquées ci-dessus, le lithium métal extractible qui est cyclé dans l'accumulateur est fourni entièrement par l'anode 14, et de préférence, l'accumulateur est assemblé ou préparé à l'état complètement chargé. Néanmoins, la cathode 12 peut aussi contenir une petite quantité d'une ou de plusieurs matières actives lithiées (par exemple LiCo02 ou LiNi02) qui n'absorbent plus de lithium à une tension comprise entre 2,0 et 5,0 V, et l'accumulateur peut encore être fourni dans un état de charge primaire. Dans ce cas, le cathode contient de préférence moins de 50 % (molaires) et plus préférablement moins de 10 % (molaires) de matière lithiée (par exemple LiCo02 ou LiNi02) comme matière active. Comme LiCo02 et LiNi02 n'absorbent plus de lithium, la présence de ces matières dans la cathode 12 ne réduit pas la quantité de matière active de la cathode nécessaire pour accepter de l'anode 14 le lithium extractible.
L'anode 14 est formée d'une matière de base 24 capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique avec du lithium métal 26 dispersé dans cette matière de base. Par exemple, le lithium présent dans l'anode 14 peut s'intercaler dans la matière de base, s'allier avec celle-ci ou être absorbée par celle-ci lors de la recharge de l'accumulateur (et particulièrement de l'anode). La matière de base contient des matières capables d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, telles que matières carbonées, matières contenant du Si, du Sn, des oxydes d'étain ou des alliages composites d'étain, oxydes des métaux de transition tels que CoO, nitrures de lithium métal tels que Li 3-xCoxN avec 0 < x < 0,5, et oxydes de lithium métal tels que LTiO.
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Le lithium métal 26 est de préférence prévu dans l'anode 14 sous forme de poudre fine de lithium. En outre, le lithium métal 26 a de préférence une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns, plus préférablement inférieure à environ 10 microns. Le lithium métal peut être prévu sous forme de poudre pyrophorique ou de poudre stabilisée à faible pyrophoricité, par exemple par traitement de la poudre de lithium métal avec du C02-
L'anode 14 est ordinairement capable de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium métal supérieur à 0, 0V et inférieur ou égal à 1,5 V. Si le potentiel électrochimique est de 0,0 V ou moins par rapport au lithium, le lithium métal ne rentrera pas dans l'anode 14 pendant la charge. Par contre, si le potentiel électrochimique est supérieur à 1,5 V par rapport au lithium, la tension de l'accumulateur sera indésirablement basse. De préférence, la quantité de lithium métal 26 présente dans l'anode 14-ne dépasse pas la quantité maximale suffisante pour s'intercaler dans la matière de base de l'anode 14, s'allier avec cette matière ou être absorbée par cette matière lors de la recharge de l'accumulateur. Par exemple, si la matière de base 24 est du carbone, la quantité de lithium 26, de préférence, ne dépasse pas la quantité suffisante pour former LiC6. Autrement dit, le rapport molaire du lithium au carbone dans l'anode, de préférence, ne dépasse pas 1/6.
Selon l'invention, on peut préparer l'anode 14 en prenant une matière de base qui est capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, dispersant le lithium métal dans cette matière de base et transformant en une anode la matière de base et le lithium métal qui y est dispersé. De préférence, on mélange le lithium métal et la matière de base avec un liquide non aqueux tel que le tétrahydrofurane (THF) et un liant, et en fait une bouillie. Ensuite, on utilise la bouillie pour former l'anode 14, par exemple en revêtant le collecteur de courant 22 de la bouillie et ensuite séchant cette dernière. On peut aussi mettre le lithium métal dans l'anode en immergeant la matière de base dans une suspension contenant du lithium métal dans un liquide non aqueux tel qu'un solvant hydrocarboné (par exemple l'hexane). Comme indiqué ci-dessus, le lithium métal utilisé dans la suspension est de préférence une poudre fine de lithium. On peut mettre la matière de base en forme d'anode et ensuite la plonger dans la suspension de lithium métal ou la combiner avec cette
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suspension pour former une bouillie et ensuite l'appliquer sur le collecteur de courant et la sécher pour former l'anode. On peut éliminer le liquide non aqueux utilisé pour former la suspension en séchant l'anode (par exemple à une température élevée). Quel que soit le procédé utilisé, de préférence, on répartit aussi bien que possible le lithium métal dans la matière de base. Par conséquent, comme indiqué ci-dessus, le lithium métal 26 a de préférence une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns, plus préférablement inférieure à environ 10 microns.
La matière de base 24 de l'anode 14 peut contenir une ou plusieurs matières capables d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, telles que matières carbonées, matières contenant du Si, du Sn, des oxydes d'étain ou des alliages composites d'étain, oxydes des métaux de transition tels que CoO, nitrures de lithium métal tels que Li3-xCoxN avec 0 < x < 0,5 et oxydes de lithium métal tels que LTisO. De préférence, comme mentionné ci-dessus, la matière de base 24, de préférence, contient du graphite. En outre, la matière de base 24, de préférence, contient une petite quantité de noir de carbone (par exemple moins de 5 % en poids) comme agent conducteur.
Comme représenté sur la figure 1, la cathode 12 est séparée de l'anode 14 par un séparateur isolant électronique 16. Ordinairement, ce séparateur 16 est formé d'une matière telle que polyéthylène, polypropylène ou fluorure de polyvinylidène (PVDF).
L'accumulateur 10 contient en outre un électrolyte qui est en communication électrochimique avec la cathode 12 et l'anode 12. Cet électrolyte peut être un liquide non aqueux, un gel ou un solide et, de préférence, comprend un sel de lithium, par exemple LiPF6. L'électrolyte est prévu dans tout l'accumulateur 10 et particulièrement dans la cathode 12, l'anode 14 et le séparateur 16. Ordinairement, l'électrolyte est un liquide et la cathode 12, l'anode 14 et le séparateur 16 sont des matières poreuses dont l'électrolyte est imbibé afin de produire une communication électrochimique entre ces composants.
Comme mentionné ci-dessus, l'accumulateur 10 contient des collecteurs de courant 20 et 22, qui sont utilisés pour transmettre des électrons à un circuit extérieur. De préférence, le collecteur de courant 20 est fait de feuille d'aluminium et le collecteur de courant 22 fait de feuille de cuivre.
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L'accumulateur 10 de l'invention peut être préparé par des procédés connus et, de préférence, a des épaisseurs de couche situées dans les domaines suivants (de gauche à droite sur la figure 1) :
Figure img00090001
<tb>
<tb> Couche <SEP> Epaisseur
<tb> Collecteur <SEP> de <SEP> courant <SEP> (20) <SEP> 20-40 <SEP> um
<tb> Cathode <SEP> (12) <SEP> 70-100 <SEP> um
<tb> Séparateur <SEP> (16) <SEP> 25-35 <SEP> p. <SEP> m
<tb> Anode <SEP> (14) <SEP> 70-100 <SEP> um
<tb> Collecteur <SEP> de <SEP> courant <SEP> (22) <SEP> 20-40 <SEP> um
<tb>
L'accumulateur 10 contient aussi un électrolyte dispersé dans la totalité de la cathode 12, de l'anode 14 et du séparateur 16, et un bac (non représenté).
Lors du fonctionnement, l'accumulateur 10 fraîchement préparé est initialement dans un état chargé, plus préférablement dans un état complètement chargé, et se décharge initialement par transmission d'ions lithium de l'anode 14 à la cathode 12 à travers l'électrolyte. En même temps, des électrons sont transmis de l'anode 14 à la cathode 12 par le collecteur de courant 22, le circuit extérieur et le collecteur de courant 20.
L'accumulateur 10 peut ensuite être chargé ou rechargé par transmission d'ions lithium de la cathode 12 à l'anode 14 à travers l'électrolyte et ensuite de nouveau déchargé de la manière indiquée ci-dessus. De nombreux cycles de charge et décharge peuvent avoir lieu avec conservation des hautes capacités spécifiques des matières actives de cathode et conservation de conditions sûres de fonctionnement.
L'accumulateur 10 peut être utilisé pour divers types d'applications.
Par exemple, il peut être utilisé dans des appareils électroniques portables tels que téléphones cellulaires, caméscopes et ordinateurs portables, et dans des applications à grande puissance par exemple pour des véhicules électriques et des véhicules électriques hybrides.
La présente invention fournit des accumulateurs ayant une haute capacité spécifique, des conditions sûres de fonctionnement et une bonne cyclabilité. En particulier, comme du lithium métal est prévu dans l'anode, des matières non lithiées peuvent être utilisées comme matière active préférée de la cathode dans l'accumulateur. Ces matières non lithiées ont de plus hautes capacités spécifiques que les matières lithiées utilisées actuellement dans les accumulateurs à ions lithium. A la différence des accumulateurs au lithium traditionnels ayant des matières actives de
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cathode non lithiées et des anodes en lithium métallique, on a découvert que les accumulateurs produits avec des matières actives de cathode non lithiées combinées avec les anodes de l'invention fonctionnaient de manière sûre et ne produisaient pas de dendrites de lithium lors du cyclage.
En outre, les accumulateurs de la présente invention sont de fonctionnement plus sûr que les accumulateurs à ions lithium, qui deviennent instables lorsque le lithium est extrait de la cathode pendant la charge. En particulier, comme la matière active de la cathode des accumulateurs de l'invention est ordinairement dans un état complètement chargé lorsque l'accumulateur est fraîchement préparé, elle est plus stable que les matières de cathode utilisées dans les accumulateurs à ions lithium. En outre, les accumulateurs de l'invention peuvent être chargés et déchargés de nombreuses fois tout en conservant des conditions sûres de fonctionnement et les hautes capacités spécifiques des matières actives de cathode.
Il va de soi qu'en lisant la description ci-dessus de la présente invention et examinant les dessins d'accompagnement, l'homme du métier pourrait y apporter des changements et en tirer des variantes. Ces changements et variantes sont inclus dans l'esprit et le cadre des revendications jointes suivantes.

Claims (40)

  1. Revendications 1. Anode fraîchement préparée pour un accumulateur, comprenant une matière de base qui est capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base.
  2. 2. Anode selon la revendication l, dans laquelle le lithium métal est une poudre fine de lithium.
  3. 3. Anode selon la revendication 2, dans laquelle la poudre de lithium a une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns.
  4. 4. Anode selon l'une des revendications précédentes, capable de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium métal supérieur à 0,0 V et inférieur ou égal à 1,5 V.
  5. 5. Anode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la matière de base comprend une ou plusieurs matières capables de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium supérieur à 0,0 V et inférieur ou égal à 1,5 V.
  6. 6. Anode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la matière de base comprend une ou plusieurs matières choisies dans le groupe constitué des matières carbonées, de Si, de Sn, des oxydes d'étain, des alliages composites d'étain, des oxydes des métaux de transition, des nitrures de lithium métal et des oxydes de lithium métal.
  7. 7. Anode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la matière de base comprend une matière carbonée.
  8. 8. Anode selon la revendication 7, dans laquelle la matière carbonée est du graphite.
  9. 9. Anode selon la revendication 8, dans laquelle la matière de base comprend en outre du noir de carbone.
    <Desc/Clms Page number 12>
  10. 10. Anode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la quantité de lithium métal dans l'anode ne dépasse pas la quantité maximale suffisante pour s'intercaler dans la matière de base de l'anode, s'allier avec cette matière ou être absorbée par cette matière lors de la recharge de l'anode.
  11. 11. Accumulateur comportant une anode selon l'une des revendications précédentes.
  12. 12. Accumulateur fraîchement préparé comprenant : une électrode positive comportant une matière active, une électrode négative comprenant une matière de base qui est capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base, un séparateur séparant les électrodes positive et négative, et un électrolyte en communication avec l'électrode positive et l'électrode négative.
  13. 13. Accumulateur selon la revendication 12, dans lequel l'électrode positive comporte comme matière active un composé qui peut être lithié à un potentiel électrochimique de 2,0 à 5,0 V par rapport au lithium.
  14. 14. Accumulateur selon l'une des revendications 12 et 13, dans lequel la matière active de l'électrode positive est choisie dans le groupe constitué de Mn02, V205 et MoS2 et des mélanges de ceux-ci.
  15. 15. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel la matière active de l'électrode positive comprend du Mn02.
  16. 16. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel la matière active de l'électrode positive est LiMn204.
  17. 17. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 15, dans lequel le lithium métal contenu dans l'anode est une poudre fine de lithium.
    <Desc/Clms Page number 13>
  18. 18. Accumulateur selon la revendication 17, dans lequel le lithium métal contenu dans l'anode a une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns.
  19. 19. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 18, dans lequel l'anode est capable de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium métal supérieur à 0,0 V et inférieur ou égal à 1,5 V.
  20. 20. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 19, dans lequel la matière de base de l'anode comprend une ou plusieurs matières capables de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium supérieur à 0,0 V et inférieur ou égal à 1,5 V.
  21. 21. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à-20, dans lequel la matière de base de l'anode comprend une ou plusieurs matières choisies dans le groupe constitué des matières carbonées, de Si, de Sn, des oxydes d'étain, des alliages composites d'étain, des oxydes des métaux de transition, des nitrures de lithium métal et des oxydes de lithium métal.
  22. 22. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 21, dans lequel la matière de base de l'anode comprend une matière carbonée.
  23. 23. Accumulateur selon la revendication 22, dans lequel la matière carbonée est du graphite.
  24. 24. Accumulateur selon la revendication 23, dans lequel la matière de base comprend en outre du noir de carbone.
  25. 25. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 24, dans lequel la quantité de lithium métal dans l'électrode négative ne dépasse pas la quantité maximale suffisante pour s'intercaler dans la matière de base de l'anode, s'allier avec cette matière ou être absorbée par cette matière lors de la recharge de l'accumulateur.
    <Desc/Clms Page number 14>
  26. 26. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 25, dans lequel la quantité de matière active dans la cathode est suffisante pour accepter le lithium métal extractible présent dans l'anode.
  27. 27. Accumulateur selon l'une des revendications 12 à 26, qui est dans un état complètement chargé.
  28. 28. Procédé de préparation d'une anode pour un accumulateur, comprenant les opérations consistant à : prendre une matière de base qui est capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, disperser du lithium métal dans cette matière de base, et transformer en une anode la matière de base et le lithium métal qui y est dispersé.
  29. 29. Procédé selon la revendication 28, dans lequel l'opération de dispersion comprend le mélange ensemble du lithium métal, de la matière de base et d'un liquide non aqueux pour la formation d'une bouillie.
  30. 30. Procédé selon la revendication 29, dans lequel l'opération de transformation comprend l'application de la bouillie sur un collecteur de courant et le séchage de la bouillie.
  31. 31. Procédé selon l'une des revendications 28 à 30, dans lequel l'opération de dispersion comprend l'immersion de la matière de base dans une suspension contenant du lithium métal et un liquide non aqueux.
  32. 32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel l'opération de dispersion comprend l'immersion de la matière de base dans une suspension de lithium métal dans un hydrocarbure.
  33. 33. Procédé selon l'une des revendications 28 à 32, dans lequel l'opération de dispersion comprend la dispersion d'une poudre fine de lithium métal dans la matière de base.
    <Desc/Clms Page number 15>
  34. 34. Procédé selon la revendication 33, dans lequel l'opération de dispersion comprend la dispersion dans la matière de base de lithium métal ayant une grosseur moyenne de particules inférieure à environ 20 microns.
  35. 35. Procédé selon l'une des revendications 28 à 34, dans lequel l'opération de prise d'une matière de base comprend la prise d'une matière de base comprenant une ou plusieurs matières capables de se lithier et se délithier de manière réversible à un potentiel électrochimique par rapport au lithium supérieur à 0,0 V et inférieur ou égal à 1,5 V.
  36. 36. Procédé selon l'une des revendications 28 à 35, dans lequel l'opération de prise d'une matière de base comprend la prise d'une matière de base comprenant une ou plusieurs matières choisies dans le groupe constitué des matières carbonées, de Si, de Sn, des oxydes d'étain, des alliages composites d'étain, des oxydes des métaux de transition, des nitrures de lithium métal et des oxydes de lithium métal.
  37. 37. Procédé selon l'une des revendications 28 à 36, dans lequel l'opération de prise d'une matière de base comprend la prise d'une matière de base comprenant une matière carbonée.
  38. 38. Procédé selon la revendication 37, dans lequel l'opération de prise d'une matière de base comprend la prise d'une matière de base dans laquelle la matière carbonée est du graphite.
  39. 39. Procédé selon la revendication 38, dans lequel l'opération de prise d'une matière de base comprend la prise d'une matière de base qui comprend en outre du noir de carbone.
  40. 40. Procédé d'exploitation d'un accumulateur comprenant les opérations consistant à : (a) prendre un accumulateur fraîchement préparé comprenant une électrode positive comportant une matière active, une électrode négative comprenant une matière de base capable d'absorber et de désorber du lithium dans un système électrochimique, et du lithium métal dispersé dans cette matière de base, un séparateur séparant les électrodes positive et
    <Desc/Clms Page number 16>
    négative, et un électrolyte en communication avec l'électrode positive et l'électrode négative.
    (b) décharger initialement l'accumulateur par transmission d'ions lithium de l'électrode négative à l'électrode positive à travers l'électrolyte, (c) charger l'accumulateur par transmission d'ions lithium de l'électrode positive à l'électrode négative à travers l'électrolyte, (d) décharger l'accumulateur par transmission d'ions lithium de l'électrode négative à l'électrode positive à travers l'électrolyte, (e) répéter les opérations (c) et (d).
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