Le processus de fabrication de la batterie implique plusieurs étapes clés, notamment l’assemblage de l’anode et de la cathode, l’insertion d’un séparateur, l’application de joints et la création d’une étiquette. Différents types de piles, telles que les piles alcalines, au lithium et au carbone-zinc, subiront un processus de fabrication de piles légèrement différent. Cela est dû à la nature variable des matériaux et de la structure, qui ont tous deux un impact important sur la méthode de production des batteries.
Les piles alcalines sont les plus courantes et elles sont fréquemment utilisées dans des appareils tels que les jouets, les calculatrices et les enregistreurs. Les matériaux structurels utilisés dans le processus de fabrication des piles alcalines comprennent de l’acier plaqué de nickel, un matériau poreux pour le séparateur, et du laiton et de l’époxy pour les joints. Dans les piles alcalines, la cathode forme également un composant structurel de la pile, connu sous le nom de boîtier de cathode, en raison de sa forme cylindrique.
La première étape consiste à dégraisser et à enduire la cathode pour améliorer la conductivité. Ensuite, les substances cathodiques réelles sont ajoutées, qui comprennent de la poudre de carbone et de la poudre de dioxyde de manganèse, parfois comprimées en blocs ronds. Un séparateur creux et poreux, qui est souvent fait de papier croisé, est introduit dans le cylindre pour maintenir les substances anodique et cathodique séparées l’une de l’autre. La solution d’électrolyte est soit versée au centre du séparateur, soit le séparateur est trempé dans l’électrolyte avant d’être placé dans la batterie.
A l’intérieur du creux réalisé par le séparateur, un gel anodique contenant du zinc en suspension dans une solution alcaline est injecté pour remplir la cavité. La borne d’anode, également connue sous le nom de collecteur de courant, est ensuite placée à l’extrémité pour compléter le circuit. Enfin, la batterie est scellée avec un matériau époxy, un clou en laiton ou une plaque d’acier, terminant le processus de fabrication de la batterie. Des étapes supplémentaires incluent le placement d’une étiquette sur la surface de la batterie et l’inspection de la batterie pour la sécurité et l’efficacité.
D’autres types de batteries ont des processus de fabrication légèrement différents. Dans les batteries carbone-zinc, il y a une boîte de zinc qui agit comme l’anode plutôt que la cathode. Le séparateur et le papier inférieur sont insérés en premier, et la poudre de cathode est versée ensuite. Une tige en carbone est ensuite insérée pour véhiculer le courant, et l’ensemble de l’appareil est enrobé dans un tube de résine avant étiquetage. Le processus de fabrication des piles au lithium est également très similaire au processus alcalin, mais il implique une séparation plus stricte des matériaux de cathode et d’anode en raison de leur réactivité accrue.