Question Pile Lithium-Ion

[invited7b5e09e]

Bonjour,
Dans le cadre de mon TPE sur le Pacemaker (déjà rendu mais bientôt l'oral), je me demandais : quand on parle de pile Lithium-Ion, comment connaître le "Ion" ? Je ne sais pas quel est l'autre élément utilisé. Sur Wikipédia on a des exemples avec le "Chlorure de Thionyle" ou bien du Cobalt ... En gros quel est le réactif ?
Merci
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[Resartus]

Bonjour,
Attention, ne pas confondre les piles au lithium (dont certaines sont en effet au chlorure de thionyle) avec les batteries Lithium-ion.

L'ion des batteries en question est l'ion Lithium. C'est cet ion qui passe par l'électrolyte de la cathode en graphite où il est stocké vers l'anode en oxyde de Cobalt (ou autre matériau ayant une forte affinité pour le lithium) pendant que les électrons correspondants passent par l'extérieur. Et pour la charge, c'est l'inverse
Ces stockages sont des composés d'insertion où le lithium est l'état ionique Li+ des deux cotés (et la charge négative associée est délocalisée), alors que dans une pile lithium classique, il passe de l'état métal (nombre d'oxydation 0) à l'état ion LI+, tandis que le chlorure de thionyle est réduit

[Resartus]

Oups, Trop tard pour rectifier mon message

J'ai inversé cathode et anode (une chance sur deux?) C'est l'anode qui est en graphite et la cathode en oxyde de Cobalt.

[invited7b5e09e]

Merci beaucoup ! Cependant est-ce bon si j'ai mis ça : ???

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

En gros, c'est correct de dire que Li forme Li⁺ + e^- au pôle négatif, comme tu l'as fait. Mais en réalité, ce n'est pas du lithium qui est à ce pôle, mais une sorte d'alliage Lithium-graphite. Pour le réaliser on a comprimé le lithium métallique au contact du graphite, jusqu'à ce qu'il s'infiltre entre les plans d'atomes de carbone. C'est assez facile, car le lithium est un atome assez petit. Le résultat est un matériau où le lithium est modifié, excité, presque déjà ionisé, avec des électrons bien plus libres que dans l'atome de lithium.
Donc au lieu d'écrire Li <--> Li⁺ + e^-, moi j'écrirais presque : Li* <--> Li⁺ + e^- , en imaginant que le lithium "excité" se représente par Li*.

L'autre électrode est faite d'une sorte de cobaltate(III) de lithium LiCoO₂ ou Li₂Co₂O₄(mélange de Li₂O et Co₂O₃). Quand arrivent les électrons du circuit extérieur et les ions Li⁺ de la solution, il se passe une réaction comme : LiCoO₂ + Li⁺ + e^- --> Li₂CoO₂. Et au terme de cette réaction le cobalt retrouve son degré d'oxydation stable, donc +2. Lorsque le cobalt est au degré d'oxydation +3, il est très réactif, et tend à réagir pour revenir à +2.

Quant au liquide qui sépare les deux électrodes, il est possible que ce soit du chlorure de thionyle. Je l'ignore. Mais moi j'avais lu un jour que c'est un éther tertiobutylique. La seule exigence pour ce liquide est qu'il ne contienne pas d'eau, et que le sel le lithium utilisé donc les ions Li⁺ y soient solubles. L'eau détruit le lithium.