Le Cobalt, métal rare et cher (45$/kg), est très largement utilisé dans les batteries modernes. Que ce soit dans les batteries de type Ni-MH où le Cobalt est mis en oeuvre sous forme d’hydroxydes à base de Nickel et de Cobalt et sous forme d’alliages hydrurables de terres rares de Ni, de Co et autres métaux de transition. C’est aussi le cas dans certaines batteries Li-Ion qui utilisent des oxydes lithiés de Cobalt ou de Nickel et Cobalt ou encore de ternaires Ni, Co, Mn. L’utilisation massive de ce type de batteries dans la traction électrique impose, pour des questions de coûts, de s’affranchir du Cobalt. Un candidat de substitution tout désigné est le Fer, beaucoup moins onéreux. C’est ainsi que le Japan’s National Institute of Advanced Science and Technology (AIST) en collaboration avec un des maîtres japonais de la synthèse d’oxydes lithiés pour batteries, le chimiste Tanaka, a développé de nouveaux oxydes à base de Fer, Nickel et Manganèse. Parmi les produits étudiés un oxyde de type Li (Fe0,2Ni0,2Mn0,6)O2 présente des capacités spécifiques (250 Ah/kg) et des tensions de décharge (3,45V en accumulateur) qui en font un candidat particulièrement intéressant pour les applications de masse.
Bien sûr les tests de longévité, de sécurité ainsi que les problèmes de Propriété Industrielle détermineront pour chacun des constructeurs le choix entre ce type d’oxyde, ou un oxyde de Manganèse de type spinelle (Li Mn2O4) ou un phosphate de Fer lithié (LiFePO4).
L’AIST reprenant des travaux utilisant des oxydes lithiés contenant du Titane établit une loi empirique montrant que la tension de décharge de ces oxydes dépend de leur teneur cumulées en Fer, Manganèse et Titane (FIG.II).
LIRE l’article en japonais de l’AIST.
Le 20 Août 2009
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