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Matériaux pour batteries

Une collection de flacons Sigma-Aldrich caractéristiques à l'intérieur de la coupe en travers d'une batterie.

D'une pureté et d'une homogénéité inégalées, nos matériaux pour batteries offrent des performances exceptionnelles et fiables qui permettent à nos clients d'obtenir des données reproductibles, même lors d'essais de cyclage de longue durée. Notre large gamme de matériaux pour batteries répond à tous vos besoins en matière de recherche, de l'échelle laboratoire à l'échelle pilote, et même jusqu'à la production industrielle.


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Une bouteille représentée comme faisant partie d'un circuit électrique, avec à l'intérieur une goutte de solution de sel de lithium-ion et un éclair.

Matériaux pour électrolytes de batterie

Un électrolyte est une substance qui conduit l'électricité lorsqu'elle est dissoute dans un solvant ; il est essentiel au bon fonctionnement d'une batterie. Pour les batteries lithium-ion, l'électrolyte est généralement constitué d'un sel de lithium, tel que l'hexafluorophosphate de lithium, dissous dans un mélange de solvants organiques comme le carbonate d'éthylène et le carbonate de diéthyle.

Nos électrolytes de qualité batterie offrent les performances les plus stables et les plus fiables grâce à une limitation stricte des traces d’eau et des impuretés acides. Conscients que les clients ont des besoins variés en matière de formulation d’électrolytes, nous proposons à la fois des électrolytes préformulés prêts à l’emploi, ainsi que tous les composants d’électrolytes de qualité batterie (solvants, sels électrolytiques et additifs) nécessaires aux clients pour formuler leurs propres électrolytes en interne. Cette flexibilité et cette personnalisation garantissent à nos clients d’obtenir exactement les solutions adaptées à leurs besoins, qu’ils travaillent sur des tests de piles boutons ou sur le prototypage de cellules souples.

Illustration de la composition structurelle moléculaire des matériaux cathodiques : CAM, liant polymère et additif conducteur.

Matériaux de cathode pour batteries

Dans une batterie lithium-ion, la cathode est l’électrode qui reçoit des électrons provenant du circuit externe et joue un rôle essentiel dans le maintien de l’équilibre de charge en intercalant simultanément des ions lithium. En général, la cathode est composée d’un matériau actif cathodique (CAM, environ 90 %), d’un liant polymère (environ 5 %) et d’un additif conducteur (environ 5 %). Ces matériaux sont mélangés pour former une pâte, qui est ensuite coulée sur un collecteur de courant en feuille d’aluminium afin de créer la cathode.

Le choix du CAM est un facteur clé qui détermine la densité énergétique de la batterie lithium-ion par le biais de la tension et de la capacité de la cellule. Nos CAM de haute qualité comprennent des matériaux courants tels que l’oxyde de lithium et de cobalt (LiCoO₂), l’oxyde de lithium et de manganèse (LiMn₂O₄), le phosphate de lithium et de fer (LiFePO₄ ou LFP) et l’oxyde de lithium, de nickel, de manganèse et de cobalt (LiNiMnCoO₂ ou NMC), chacun présentant des atouts et des compromis en termes de densité énergétique, de stabilité thermique et de rapport coût-efficacité. Nous proposons également des suspensions prêtes à couler et des feuilles d’électrodes prêtes à l’emploi pour nos clients qui souhaitent gagner du temps et réduire la main-d’œuvre nécessaire au traitement des cathodes, et ainsi accélérer leurs recherches.

Illustrations de batteries comportant un bloc périodique au lithium.

Matériaux d'anode pour batteries

Dans une batterie lithium-ion, l’anode est l’électrode « négative » ou « réductrice » qui fournit une source d’électrons. Classiquement, les matériaux d’anode sont constitués de graphite, de matériaux à base de carbone ou d’oxydes métalliques, que l’on appelle des anodes de type intercalation. Les anodes de nouvelle génération de type conversion, telles que le silicium et le lithium métallique, gagnent en popularité en raison de leur densité énergétique plus élevée.

Nous proposons une gamme de matériaux d’anode de haute qualité, notamment du graphite naturel et artificiel, des matériaux d’anode à base de silicium tels que des nanoparticules et des composites silicium-carbone, du titanate de lithium (LTO) et du lithium métallique. Nous proposons également des matériaux d’anode dotés de revêtements de carbone et de LATP afin d’adapter les performances aux besoins des clients, ainsi que des suspensions prêtes à couler et des feuilles d’électrode prêtes à l’emploi.

Illustration stylisée d'une batterie contenant des atomes de lithium-ion agencés de manière compacte.

Matériaux pour batteries à électrolyte solide

Les batteries à électrolyte solide utilisent un électrolyte solide pour remplacer l’électrolyte liquide utilisé dans les batteries lithium-ion actuelles. Elles constituent l’une des technologies de batteries de nouvelle génération les plus prometteuses pour améliorer la sécurité et la densité énergétique. Les électrolytes solides peuvent être fabriqués à partir d’une gamme de matériaux, tels que les céramiques, les polymères et les verres, chacun offrant des avantages et des propriétés uniques. Nos matériaux d’électrolyte à l’état solide de haute qualité sont disponibles dans diverses compositions, notamment des sulfures, des oxydes et des halogénures. Ces matériaux sont soigneusement synthétisés avec une taille de particules, une cristallinité et une pureté contrôlées afin d’offrir des performances fiables et reproductibles dans les cellules électrochimiques.

Illustration d'une batterie comportant un bloc de sodium issu du tableau périodique.

Matériaux pour batteries sodium-ion

Les batteries sodium-ion constituent une alternative émergente aux batteries lithium-ion et offrent des avantages significatifs, tels que des coûts de matériaux réduits, une sécurité accrue 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 une gamme de matériaux de haute qualité destinés aux batteries sodium-ion. Nos matériaux pour batteries sodium-ion comprennent des électrolytes, des matériaux actifs pour cathodes et anodes, des précurseurs et des feuilles d’électrodes, tous conçus pour offrir une densité énergétique élevée, une longue durée de vie et des performances constantes et reproductibles.

Une illustration représentant des flacons et des ampoules Sigma-Aldrich, ainsi que le contour stylisé d'une pile.

Précurseurs de qualité batterie

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

Notre équipe d’experts est toujours à votre disposition pour vous aider à vous y retrouver parmi la vaste gamme de matériaux pour batteries et à développer les meilleures solutions permettant d’optimiser les performances de vos batteries. Découvrez ces matériaux ainsi que d’autres, notamment nos produits de qualité batterie et nos alternatives plus écologiques. Découvrez nos feuilles d’aluminium, de cuivre et de nickel pour batteries, nos liants à haute viscosité pour anodes et cathodes, ainsi que nos nanomatériaux de carbone, adaptés à tous vos besoins en matière de recherche et d’application commerciale.


Ressources connexes

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