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Matériaux pour batterie

Collection de flacons Sigma-Aldrich caractéristiques à l'intérieur d'une batterie vue en coupe.

Avec leur pureté et leur constance inégalées, nos matériaux pour batterie délivrent des performances fiables et excellentes qui aident nos clients à obtenir des données reproductibles, même durant les expériences de cyclage de longue durée. Notre sélection variée de matériaux pour batterie répond à tous les besoins de vos travaux de recherche, de la paillasse à l'échelle pilote et même jusqu'à la production.



Flacon intégré à un circuit de batterie comportant en son centre une goutte de solution d'ion lithium et un éclair.

Matériaux pour batterie du type électrolyte

Un électrolyte est une substance qui conduit l'électricité lorsqu'elle est dissoute dans un solvant. C'est un constituant essentiel au bon fonctionnement d'une batterie. Pour les batteries lithium-ion, l'électrolyte est habituellement un sel de lithium, par exemple de l'hexafluorophosphate de lithium, dissout dans un mélange de solvants organiques du type carbonate d'éthylène ou carbonate de diéthyle.

Nos électrolytes de qualité "batterie" offrent les performances les plus uniformes et les plus fiables en limitant de manière stricte les traces d'eau et les impuretés acides. Nous comprenons bien que nos clients ont des besoins divers et variés lorsqu'il s'agit de formuler des électrolytes. C'est la raison pour laquelle nous proposons aussi bien des électrolytes préformulés pouvant être utilisés directement, que toutes les matières entrant dans la composition d'un électrolyte de qualité "batterie", comme les solvants, les sels électrolytiques et les additifs, que nos clients peuvent utiliser quand ils doivent formuler leurs propres électrolytes en interne. Cette souplesse et cette possibilité de personnalisation permettent à nos clients d'obtenir des solutions qui répondent exactement à leurs besoins, qu'ils testent des piles bouton ou fabriquent des prototypes de cellules en forme de poche ("pouch cell").

Illustration de la composition structurale moléculaire de matériaux de cathode : matériau actif de cathode (CAM), liant polymère et additif conducteur.

Matériaux pour batterie du type cathode

Dans une batterie lithium-ion, la cathode est l'électrode qui récupère les électrons provenant du circuit externe et qui joue un rôle essentiel en maintenant l'équilibre des charges en intercalant simultanément des ions lithium. En général, la cathode est composée d'un matériau actif de cathode (CAM pour "cathode active material", ~90 %), d'un liant polymère (~5 %) et d'un additif conducteur (~5 %). Ces matériaux sont mélangés de façon à former une suspension, qui est ensuite coulée sur un collecteur de courant en feuille d'aluminium pour créer la cathode.

Le choix du CAM est un facteur crucial qui détermine la densité énergétique de la batterie lithium-ion au travers de la tension et de la capacité de la cellule. Nos CAM de grande qualité incluent des matériaux couramment utilisés comme l'oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO2), l'oxyde de lithium et de manganèse (LiMn2O4), le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4 ou LFP), et l'oxyde de lithium, nickel, manganèse et cobalt (LiNiMnCoO2 ou NMC), chacun présentant des atouts et des compromis en termes de densité énergétique, de stabilité thermique et de rentabilité. Nous proposons également des suspensions prêtes à couler et des feuilles d'électrode prêtes à l'emploi pour nos clients souhaitant s'affranchir du temps et de la main d'œuvre nécessaires à la transformation de la cathode et accélérer leurs recherches.

Illustration d'une batterie contenant un bloc représentant le lithium dans le tableau périodique.
Illustration d'une batterie contenant un bloc représentant le silicium dans le tableau périodique.

Matériaux pour batterie du type anode

Dans une batterie lithium-ion, l'anode est l'électrode "négative" ou "réductrice" qui fournit les électrons. Traditionnellement, l'anode est constituée de graphite, de matériaux carbonés ou d'oxydes métalliques ; on parle alors d'anodes du type à intercalation. Les anodes du type à conversion de dernière génération, telles que celles au silicium et au lithium métalliques, gagnent en popularité en raison de leur plus grande densité énergétique.

Nous proposons tout un éventail de matériaux d'anode de haute qualité, notamment du graphite naturel et artificiel, des matériaux d'anode au silicium tels que des nanoparticules et des composites silicium-carbone, du titanate de lithium (LTO) et du lithium métallique. Nous fournissons aussi des matériaux d'anode recouverts de carbone et de LATP pour adapter les performances aux besoins du client, ainsi que des suspensions prêtes à couler et des feuilles d'électrode prêtes à l'emploi.

Illustration stylisée d'une batterie contenant des ions atomiques de lithium compactés.

Matériaux pour batterie à l'état solide

Les batteries à l'état solide contiennent un électrolyte solide qui remplace l'électrolyte liquide utilisé dans les batteries lithium-ion actuelles. Les batteries à l'état solide font partie des technologies de batterie de nouvelle génération les plus prometteuses pour améliorer la sécurité et la densité énergétique. Les électrolytes solides peuvent être constitués de divers matériaux, par exemple des céramiques, des polymères ou des verres, chacun offrant des avantages et des propriétés uniques. Nos matériaux du type électrolyte à l'état solide sont disponibles en diverses compositions, notamment avec des sulfures, des oxydes et des halogénures. Les matières sont synthétisées avec soin en contrôlant la granulométrie, la cristallinité et la pureté afin de donner des cellules électrochimiques aux performances fiables et reproductibles.

Illustration d'une batterie contenant un bloc représentant le sodium dans le tableau périodique.

Matériaux pour batterie sodium-ion

Les batteries sodium-ion constituent une alternative émergente aux batteries lithium-ion qui s'accompagne d'importants avantages tels que des matériaux au coût réduit, une plus grande sécurité et des ressources abondantes. Les batteries sodium-ion utilisent des ions sodium à la place des ions lithium pour stocker et transférer les charges électriques.

Nous proposons divers matériaux pour batterie sodium-ion de grande qualité. Nos matériaux pour batterie sodium-ion englobent des électrolytes, des matériaux actifs de cathode et d'anode, des précurseurs, et des feuilles d'électrode, tous conçus de façon à offrir une grande densité énergétique, une longue durée de vie en cyclage, et des performances stables et reproductibles.

Représentation de flacons et d'ampoules Sigma-Aldrich et contour de batterie stylisé.

Précurseurs de qualité "batterie"

Les précurseurs sont les composés utilisés pour fabriquer les matériaux actifs de cathode et d'anode. Nous proposons tout un éventail de précurseurs de sels de grande qualité destinés à la synthèse des matériaux pour batterie, notamment des sels de lithium de qualité "batterie" tels que l'hydroxyde de lithium ou le carbonate de lithium, et des sels de métaux de transition de grande pureté tels que les sels de cobalt, de manganèse, de nickel, d'aluminium ou de fer. Qu'il s'agisse de précurseurs pour une réaction à l'état solide, une coprécipitation ou un traitement chimique par voie humide, nous disposons de précurseurs de haute pureté qui sauront aider nos clients à synthétiser des matériaux pour batterie aux performances exceptionnelles, de manière fiable et reproductible.

Notre équipe d'experts se tient constamment à votre disposition pour vous aider à vous y retrouver parmi le vaste choix de matériaux pour batterie et à développer les meilleures solutions à même de maximiser les performances de vos batteries. Découvrez ces matériaux ainsi que d'autres produits pour batterie, notamment nos alternatives plus écologiques de qualité "batterie". Consultez nos matériaux pour batterie du type feuille à base d'aluminium, de cuivre et de nickel, nos liants d'anode et de cathode de haute viscosité, ainsi que nos nanomatériaux au carbone, répondant à tous les besoins de vos recherches et de vos activités commerciales.


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