Brevet FR2709602A1 — publié le 19950310

Cellule électrochimique Selon l'invention, il est fourni une cellule électrochimique qui comprend en tant qu'au moins partie d'une anode, un composé oxyde ou sulfure de métal de transition-lithium qui a une structure d'ossature de type spinelle [B2]X4n- d'une spinelle A[B2]X4 o A et B sont des cations métalliques choisis parmi Li, Ti, V, Mn, Fe et Co, X est l'oxygène (O) ou le soufre (S), et n- se réfère à la charge globale de l'unité structurale [B2]X4 de la structure d'ossature, et du cation de métal de transition qui dans son état entièrement déchargé, a unétat d'oxydation moyen supérieur à +3 pour Ti, + 3 pour V, + 3,5 pour Mn, + 2 pour Fe et + 2 pour Co; en tant qu'au moins partie d'une cathode, un composé oxyde ou sulfure de lithium- métal; et un liquide contenant du lithium électriquement isolant ou un électrolyte polymérique conducteur de l'électricité entre l'anode et la cathode de manière que, lorsque la cellule se décharge, les ions lithium sont extraits de la structure en ossature de type spinelle de l'anode, l'état d'oxydation des ions métalliques de l'anode augmentant ainsi, tandis que se produit une insertion concomitante d'ions lithium dans le composé de la cathode, avec diminution correspondante de l'état d'oxydation des ions métalliques de la cathode. Les composés de l'anode et de la cathode peuvent en particulier être des composés de lithium - oxyde métallique. Bien que la cellule puisse être une cellule primaire, on envisage qu'il puisse s'agir en particulier d'une cellule rechargeable secondaire dans laquelle se produit au cours du chargement de la cellule les réactions inverses de celles qui sont exposées ci-dessus. Ainsi, les composés de spinelles ont des structures qui peuvent être représentées par la formule A[B2]X4 donnée ci-dessus, et o les atomes de X sont arrangés de façon idéale de façon cubique tassée pour former une série d'anions négativement chargés constitués de tétraèdre et d'octaèdre X partageant une face et partageant une arête. Dans la formule A[B2]X4, les cations A et les cations B occupent les sites tétraédriques et des sites octaédriques, respectivement. Dans la structure de spinelles idéale, avec l'origine de la cellule unitaire au centre 3m), les anions tassés sont situés dans les positions 32e du groupe spatial Fd3m. Chaque cellule unitaire contient 64 interstices tétraédriques situés à trois positions 8a, 8b et 48f cristallographiquement non- équivalentes, et 32 interstices octaédriques situés dans les positions 16c et 16d cristallographiquement non équivalentes. Dans la spinelle A[B2]X4, les cations A résident dans les interstices tétraédriques 8a et les cations B dans les interstices octaédriques 16d. Il y a ainsi 56 sites tétraédriques vides et 16 sites octaédriques vides par cellule unitaire cubique. La structure d'ossature du composé de lithium- oxyde métallique de l'anode a ainsi, comme unité structurale de base, une unité de formule [B2]X4n- telle que décrite ci-dessus. Dans l'anode de la cellule de l'invention, par conséquent, les cations B de la structure d'ossature haute [B2]X4n peuvent être considérés comme étant situés dans les positions octaédriques 16d, et les anions X comme étant situés dans les positions 32e de la structure de spinelles. Le tétraèdre défini par les positions 8a, 8b et 48f et l'octaèdre défini par les positions 16c sur la structure de spinelles forment ainsi l'espace interstitiel de la structure d'ossature [B2]X4n- pour la diffusion de cations Li+ mobiles. Les cations B de la structure d'ossature peuvent consister en un type cationique, ou en plus d'un type cationique de valences identiques ou mixtes pour fournir diverses structures d'ossatures de crochets [B2]X4n-, dont la charge globale peut varier sur un large intervalle. Les composés de spinelles ayant la structure d'ossature [B2]X4n- peuvent également être caractérisés par des groupes spatiaux cristallographiques autres que le groupe spatial cubique prototypique Fd3m, et peuvent donc ne pas avoir les structures cubiques étroitement tassées idéales décrites ci-dessus. Ainsi, dans les composés Lil+ x[Mn2104 avec 0 diffère de celle définie par le groupe spatial Fd3m. En outre, il n'est pas nécessaire que l'anode soi: un composé de spinelle stoechiométrique, mais il peut s'agir d'un spinelle défectueux. Les spinelles défectueux sont bien connus dans la grande famille des composés de spinelles et peuvent avoir des vacances sur les sites A, sur les sites B ou à la fois sur les sites A et les sites B. Ainsi, on peut synthétiser des composés dans lesquels des défauts sont créés en faisant varier la quantité de cations B dans la structure d'ossature de manière que des cations Li+ supplémentaires puissent pénétrer et quitter l'ossature. Dans ces cas des cations Li+ additionnels peuvent partiellement occuper les sites octaédriques 16d normalement occupés par les cations de type B. Dans ces circonstances, ces octaèdres partiellement occupés doivent être considérés comme faisant partie de l'espace interstitiel. Inversement, on peut également synthétiser des composés dans lesquels une partie de l'espace interstitiel défini par les interstices tétraédriques 8a, 8b et 48f et les interstices octaédriques 16c de la structure de spinelles peuvent être occupés par des cations de type B, rendant ainsi ces sites particuliers au moins partiellement inaccessibles aux cations Li mobiles. La structure d'ossature [B2]X4n peut contenir dans certains cas une proportion mineure, typiquement moins de 10 % en valeur atomique, de cations autres que les cations de type Li mobiles, ou les cations de types A et B, dans la structure d'ossature ou dans les espaces interstitiels de la structure d'ossature, et pouvant servir à stabiliser la structure. Ainsi, les spinelles munis d'additifs de stoechiométrie Lil+3Mn2-_O4 o 0 stoechiométrique LiMn204. Le composé de l'anode peut être un spinelle stoechiométrique choisi dans le groupe comprenant Li4Mn5012, qui peut être écrit (Li)8a[Li0o33Mnl,67116dO4 en notation de spinelles idéale; Li4Ti5012, qui peut être écrit (Li)8a[LiO,33Til,67116d04 en notation de spinelles idéale; LiTi204 qui peut être écrit (Li)8a[Ti216dO4 en notation décimale idéale; LiV204, qui peut être écrit (Li)8a[V2116dO4 en notation des spinelles idéale; et LiFe508, qui peut être écrite (Fe)8a[Fel,5Lio,5116dO4 en notation de spinelles idéale. Au lieu de cela, le composé de l'anode peut être un spinelle à défaut choisi dans le groupe comprenant Li2Mn4O09, qui peut être écrit (Li0,89[]0,11)8a[Mnl,78[]0,22116d04 en notation de spinelles; et Li2Ti307, qui peut être écrit (Li0,85[]0,15)8a[ 1,71LiO,29116dO4 en notation de spinelles. Dans les spinelles à défauts, la répartition de Li+ sur les sites A et B peut varier d'un composé à l'autre. Au lieu de cela, le composé de l'anode peut avoir une structure de type spinelle, qui peut être une spinelle stoechiométrique ou à défauts, avec un mélange de cations de métaux de transition comme un oxyde de lithium-fer- titane dans lequel les cations lithium et fer sont situés sur les sites A, et les cations lithium, fer et titane sur les sites B. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les cations de métaux de transition Ti, V, Mn, Fe et Co se situent de facon prédominante ou complètement sur les sites B de la structure de spinelles, tandis que les cations Li se situent de manière prédominante ou complètement sur les sites A de la structure. Le composé d'oxyde de lithium métal de la cathode peut également avoir une structure d'ossature de type spinelle. Ainsi, la structure d'ossature du composé d'oxyde de lithium métal de la cathode peut alors également avoir, comme unité structurelle de base, une unité de formule [B2]Xn- d'un spinelle A[B2]X4, telle que décrite ci- dessus, les cations de métaux de transition de l'anode étant plus électropositifs que ceux de la cathode. Dans le composé de la cathode, A et B peuvent être un cation de métal d'un type, ou un mélange de cations de métaux différents. Le composé de la cathode peut être un composé spinelle stoechiométrique ou à défaut, comme il est dit ci-dessus. Lorsque le composé de la cathode à une structure de type spinelle, il peut être choisi dans le groupe ayant comme cations de type B Li, Mn, Co, Ni, ou leurs mélanges, comme LixMn204 o 0 o 0Oy En général, le composé de l'anode est choisi parmi les composés de spinelles qui offrent une tension relativement faible par rapport au lithium pur, typiquement ceux qui offrent 3 volts ou moins, tandis que le composé de cathode est choisi parmi les composés de spinelles qui offrent une tension relativement élevée par rapport au lithium pur, typiquement ceux qui offrent entre 4,5 volts et 3 volts. Ainsi, une cellule Li/Li4+xTi5012 délivre à la décharge à 100 pA/cm2 (pour 0 ont l'ossature de spinelle [B2]X4 telle que définie ci- dessus. Dans (1), les ions Li+ sont extraits à partir de Li[Mn2]04 au cours de la charge avec oxydation concomitante des ions manganèse à partir d'une valence moyenne de 3,5 vers des valeurs supérieures, et insérés dans la structure d'électrode Li4Ti5012 avec réduction concomitante des cations titane à partir de l'état de valence moyenne de +4 à des valeurs inférieures. Au cours de ce processus les ions Li+ font la navette entre les structures d'oxyde sans formation d'aucun lithium métallique, la tension de la cellule provenant des modifications de l'état d'oxydation des cations de métaux de transition dans les structures d'anode et de cathode. L'électrolyte peut être un électrolyte à la température ambiante comme LiC104, LiBFO4 ou LiPF6 dissous dans un sel organique approprié comme le carbonate de propylène, le carbonate d'éthylène, le carbonate de diméthvle, le diméthoxyéthane, ou leurs mélanges appropriés. Au lieu de cela, il peut cependant être un électrolyte polymérique approprié comme l'oxyde de polyéthylène (PEO) - LiC104, PEO - LiSO3CF3 et PEO - LiN(CF3S02)2, qui fonctionne à la température ambiante ou à une température augmentée, par exemple à environ 120 C. L'invention sera maintenant décrite au moyen d'exemples non limitatifs, et en se référant aux dessins joints, dans lesquels: - la figure 1 montre des schémas de diffraction de poudres aux rayons X de composés appropriés pour utili- sation comme matières d'anode dans des cellules électrochi- miques rechargeables selon l'invention; - la figure 2 montre des schémas de diffraction de poudre aux rayons X de composés appropriés pour utilisa- tion comme matières de cathode dans des cellules électro- chimiques rechargeables selon l'invention; - la figure 3 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/Li2Mn4O9 connue; - la figure 4 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/Li4Mn5012 connue; - la figure 5 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/Li4Ti5012 connue; la figure 6 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/LiFe508 connue; - la figure 7 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/oxyde de Li-Fe- Li; - la figure 8 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/LiMn204 connue; - la figure 9 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/Li1, 03Mnl19704 connue; - la figure 10 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour une cellule Li/LiCO2 connue; -la figure 11 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour la cellule de l'exemple 1 et qui est selon l'invention; - la figure 12 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour la cellule de l'exemple 2 et qui est selon l'invention; - la figure 13 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour la cellule de l'exemple 3 et qui est selon l'invention; - la figure 14 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour la cellule de l'exemple 4 et qui est selon l'invention; - la figure 15 montre une courbe de tension en fonction de la capacité pour les cellules des exemples 5 et 6 et qui sont selon l'invention; et - la figure 16 montre un voltamogramme cyclique de la cellule en spinelle Li/oxyde de Li-Fe-Ti de l'exemple 7. Les composés de spinelle stoechiométrique et de spinelle à défaut suivants sont choisis pour utilisation comme matières d'anode dans les exemples suivants: a) Li2Mn4O9 b) Li4Mn5012 c) Li4Ti5012 d) LiFe508 e) spinelle d'oxyde de Li-Fe-Ti o Li:Fe:Ti=2:2:l Les schémas de diffraction de poudre aux rayons X de ces composés sont donnés dans la figure la-e, respectivement. Les composés spinelle et non spinelle suivants sont choisis pour utilisation comme matières de cathode dans les exemples suivants: a) LiMn204 (structure de type spinelle) b) ril 03Mnl,9704 (structure de type spinelle) c) LiCoO2 (structure de type stratifié) Les schémas de diffraction de poudre aux rayons X de ces composés sont donnés dans la figure 2a-c respectivement. EXEMPLE 1 Étant donné qu'une cellule Li/Li2Mn409 délivre à la décharge 150 mAh/g à une tension moyenne d'environ 2,8 volts, comme il est indiqué dans la figure 3, et qu'une cellule Li/LiMn204 délivre à la décharge 120 mAh/g à une tension moyenne d'environ 3,8 volts, comme il est indiqué dans la figure 8, on construit une cellule selon l'inven- tion et ayant la configuration Li2Mn409(anode)/Électrolyte/ LiMn204 (cathode) (2). Le composé spinelle LiMn204 de la cathode est synthétisé par réaction de LiOH et de y-MnO2 (dioxyde de manganèse chimiquement préparé, CMD) tout d'abord à 450 C pendant 48 heures puis à 750 C pendant 48 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure 2a. Li2Mn4O9 est synthétisé par réaction de LiOH et MnCO3 à 345 C pendant 32 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure la. Le schéma est de façon prédominante caractéristique de la phase spinelle à défaut Li2Mn409, mais contient en outre quelques pics très faibles, par exemple à 42 20 et 53 20, qui indiquent une proportion très mineure de phase y-MnO2 lithiée. On construit alors une cellule de format Li2Mn409/Électrolyte/LiMn204 (2). L'électrolyte utilisé est LiC104 IM dans le carbonate de propylène. La figure 11 montre les neuf premiers cycles de charge et les huit premiers cycles de décharge de la cellule. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. On fait subir à la cellule un cycle entre les limites de tension supérieure et inférieure de 1,5 volt et 0,45 volt, respectivement. EXEMPLE 2 Étant donné qu'une cellule Li/Li4Mn5012 délivre à la décharge 150 mAh/g à une tension moyenne d'environ 2,7 volts, comme il est indiqué dans la figure 4, et qu'une cellule Li/Lil,03Mnl,9704 délivre à la décharge 100 mAh/g à l1 une tension moyenne d'environ 3,9 volts, comme il est indi- qué dans la figure 9, on construit une cellule selon l'in- vention et ayant la configuration Li4Mn5012/ Électrolyte/Lil,03Mnl,9704 (3). On synthétise le composé spinelle Li,103Mnl,9704 de la cathode par réaction de LiOH et y-MnO2 (dioxyde de manganèse chimiquement préparé, CMD), tout d'abord à 450 C pendant 48 heures puis à 650 C pendant 48 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure 2b. On synthétise Li4Mn5012 par la réaction de Li2CO3 et de MnCO3 à 400 C pendant 10 heures. Le schéma de diffraction de la poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure lb. Le schéma est de façon prédominante caractéristique de la phase spinelle Li4Mn5012. On construit alors une cellule de format Li4Mn5O12/Électrolyte/Lil 03Mn,1 9704 (3). L'électrolyte utilisée est LiClO4 1M dans le carbonate de propylène. La figure 12 montre les 5 premiers cycles de charge/décharge de la cellule. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. On fait subir à la cellule un cycle entre des limites de tension supérieure et inférieure de 1,6 volt et 0,5 volt respectivement. EXEMPLE 3 Étant donné qu'une cellule Li/Li4Ti5012 délivre à la décharge 120 mAh/g à une tension moyenne d'environ 1,5 volt, comme il est indiqué dans la figure 5, et qu'une cellule Li/Li,1 03Mnl,9704 délivre à la décharge 100 mAh/g à une tension moyenne d'environ 3,9 volts, comme il est indiqué dans la figure 9, on construit une cellule selon l'invention et ayant la configuration Li4Ti5O12/ Électrolyte/Li1,03Mnl 9704 (4). Le composé spinelle Lil,03Mnl,9704 de la cathode est synthétisé comme dans l'exemple 2. On synthétise Li4T5012 par la réaction de Li2CO3 et de TiO2, en utilisant un rapport atomique Li/Ti de 0,87, à 500 C pendant 12 heures et à 1000 C pendant 24 heures. On utilise un léger excès de lithium étant donné la volatilité de LiO2 à cette température. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est représenté dans la figure lc. Le schéma est de façon prédominante caractéristique de la phase spinelle Li4Ti5012. On construit alors une cellule de format Li4Ti5012/Électrolyte/Lil,03Mn1,9704 (4). L'électrolyte utilisée est LiClO4 1M dans le carbonate de propylène. La figure 13 montre les 7 premiers cycles de charge/décharge de la cellule. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. On fait subir à la cellule un cycle entre des lignes de tension supérieure et inférieure de 2,8 volts et 1,9 volt respectivement. EXEMPLE 4 Étant donné qu'une cellule Li/Li4Ti5012 délivre à la décharge 120 mAh/g à une tension moyenne d'environ 1,5 volt, comme il est indiqué dans la figure 5, et qu'une cellule Li/LiCoO2 délivre à la décharge 140 mAh/g à une tension moyenne d'environ 3,9 volts, comme il est indiqué dans la figure 10, on construit une cellule selon l'inven- tion et ayant la configuration Li4Ti5012/Électrolyte/LiCoO2 (5). On synthétise le composé spinelle LiCoO2 de la cathode par la réaction de CoC03 et de Li2CO3 tout d'abord à 400 C pendant 48 heures puis à 900 C pendant 48 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure 2c. On utilise pour l'anode dans cet exemple Li4Ti5012 synthétisé comme dans l'exemple 3. On construit alors une cellule de format Li4Ti5012/Électrolyte/LiCoO2 (5). L'électrolyte utilisé est LiCoO4 1M dans le carbonate de propylène. Les 3 premiers cycles de charge/décharge de la cellule sont présentés dans la figure 14. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. On fait subir à la cellule un cycle entre des limites de tension supérieure et inférieure de 2,8 volts et 1,9 volt respectivement. EXEMPLE 5 Étant donné qu'une cellule Li/LiFe508 délivre à la décharge 100 mAh/g à une tension moyenne d'environ 1,0 volt, comme il est indiqué dans la figure 8, et qu'une cellule Li/Lil,05Mnl 9704 délivre à la décharge 100 mAh/g à une tension moyenne d'environ 3,9 volts, comme il est indiqué dans la figure 9, on construit une cellule selon l'invention et ayant la configuration LiFe5O8/Électrolyte/ Lil,03Mn1,97O4 (6). Le composé spinelle Lil,03Mnl,9704 de la cathode est synthétisé comme dans l'exemple 2. On synthétise LiFe508 en faisant réagir Li2CO3 et a-Fe203 dans un rapport molaire 1:5 à 900 C pendant 24 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure ld. On construit alors une cellule de format LiFe508/ Électrolyte/Lil 03Mnl, 9704 (6). L'électrolyte utilisé est LiC104 1M dans le carbonate de propylène. Le premier cycle de charge de la cellule est représenté dans la figure 15a. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. La cellule a une limite supérieure de tension de 15,1 volts. EXEMPLE 6 Etant donné qu'une cellule spinelle Li/oxyde de Li-Fe-Ti délivre à la décharge 80 mAh/g à une tension moyenne d'environ 0,06 volt, comme il est indiqué dans la figure 7, et qu'une cellule Li/Lil,03Mnl, 09704 délivre à la décharge 100 mAh/g à une tension moyenne d'environ 3, 9 volts, comme il est indiqué dans la figure 9, on construit une cellule selon l'invention et ayant la configuration spinelle d'oxyde de Li-Fe-Ti/Électrolyte/Lil,03Mn,1 9704 (7). Le composé spinelle Li, 103Mn1l9704 de la cathode est synthétisé comme dans l'exemple 2. On synthétise un spinelle d'oxyde Li-Fe-Ti par la réaction de Li2CO3 et de Fe2TiO5, en utilisant un rapport atomique Li:Fe:Ti de 2:2:1, à 500 C pendant 6 heures et à 900 C pendant 16 heures. Le schéma de diffraction de poudre aux rayons X de ce composé est présenté dans la figure le. Le schéma est de facon prédominante caractéristique d'une phase de type spinelle. On construit alors une cellule de format spinelle d'oxyde de Li-Fe-Ti/Électrolyte/Li,103Mnl,9704 (7). L'élec- trolyte utilisé est LiClO4 1M dans le carbonate de propylène. Le premier cycle de décharge de la cellule est présenté dans la figure 15b. On emploie un courant de 0,1 mA tant pour la charge que pour la décharge. La cellule a une limite de tension supérieure de 4,4 volts. EXEMPLE 7 On synthétise un spinelle d'oxyde Li-Fe-Ti par la réaction de Li2CO3 et de Fe2TiO3 en utilisant un rapport atomique Li:Fe:Ti de 1:2:1 à 500 C pendant 6 heures, puis à 900 C pendant 16 heures. La figure 16 montre un voltamogramme cyclique d'une cellule de spinelle Li/oxyde de Li-Fe-Ti avec un électrolyte de LiCo4 1M dans le carbonate de propylène. Cette figure montre les caractéristiques rechargeables de l'électrode en spinelle d'oxyde Li- Fe-Ti, et en particulier le caractère rechargeable de la réaction d'insertion/d'extraction de Li qui se produit à environ 1,5 volt par rapport au lithium. Les exemples 5, 6 et 7 montrent, en particulier, le potentiel de l'utilisation de sites de type spinelle contenant du fer comme anodes car ils fournissent une faible tension contre le lithium. En outre, les données expérimentales fournies dans les exemples montrent l'aptitude des oxydes de métaux de transition à fournir un couple électrochimique pour des cellules au lithium rechargeables de type "fauteuil à bascule" (rocking chair) dans lesquels des ions lithium sont transportés entre les deux électrodes d'oxyde de métaux de transition, l'anode ayant une structure de type spinelle, et utilisant un électrolyte liquide ou polymérique contenant des ions Li+. Les cellules électrochimiques de l'invention ne contiennent ainsi pas d'anode de lithium métallique, et donc de façon inhérente présentent moins de danger que les cellules au lithium contenant des anodes de lithium métallique et, de fait, les anodes lithium-carbone. En particulier, ces cellules ont pour avantage additionnel de fournir une tension de fonctionnement plus constante que les cellules munies d'anodes au carbone. Bien que les cellules de l'in- vention soient conçues principalement pour utilisation comme cellules rechargeables, elles peuvent également, comme il est indiqué ci-dessus, être utilisées comme cellules primaires, si on le désire. Bien que les principes de l'invention aient été démontrés par l'utilisation de composés de lithium-oxyde métallique, les composés des électrodes, au lieu d'être des oxydes, peuvent être des sulfures. REVENDICATIONS 1. Cellule électrochimique, caractérisée en ce qu'elle comprend en tant qu'au moins partie de l'anode, un composé oxyde ou sulfure de métal de lithium-métal de transition qui a une structure d'ossature de type spinelle [B2]X4n- d'une spinelle A[B]X4 o A et B sont des cations de métaux choisis parmi Li, Ti, V, Mn, Fe et Co, X est l'oxygène (O) ou le soufre (S), et n- se réfère à la charge globale de l'unité structurale [B2]X4 de la structure d'ossature, et dont le cation de métal de transition à l'état entièrement déchargé a un degré d'oxydation moyen supérieur à +3 pour Ti, + 3 pour V, + 3,5 pour Mn, + 2 pour Fe et + 2 pour Co; comme au moins partie d'une cathode, un composé oxyde ou sulfure de lithium- métal; et un électrolyte conducteur de l'électricité, liquide ou polymérique, contenant du lithium électriquement isolant, entre l'anode et la cathode, de manière que, lorsqu'on décharge la cellule, des ions lithium soient extraits de la structure d'ossature de type spinelle de l'anode, l'état d'oxydation des ions métalliques de l'anode augmentant ainsi, avec insertion concomitante d'ions lithium dans le composé de la cathode, l'état d'oxydation des ions métalliques de la cathode diminuant de façon correspondante. 2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les composés de l'anode et de la cathode sont des composés d'oxyde de lithium métal. 3. Cellule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, dans des composés de l'anode, B est un type de cation de métal de transition simple. 4. Cellule selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que, dans le composé d'anode, B est un mélange de cations de métaux de transition différents. 5. Cellule selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le composé de l'anode est un spinelle stoechiométrique choisi dans le groupe comprenant Li4Mn5012, qui peut s'écrire (Li)8a[LiO,33Mnl,67!6do4 en notation de spinelles idéale; Li4Ti5012, qui peut s'écrire (Li)ga[Li0,33Til,67116dO4 en notation de spinelles idéale; LiTi204 qui peut s'écrire (Li)8a[Ti216dO4 en notation décimale idéale; LiV204, qui peut s'écrire (Li)8a[V2116dO4 en notation des spinelles idéale; et LiFe508, qui peut s'écrire (Fe)8a[Fel,5Lio,5]16d04 en notation de spinelles idéale. 6. Cellule selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisée en ce que le composé de l'anode est un spinelle à défaut choisi dans le groupe comprenant Li2Mn4O9, qui peut s'écrire (Li0,89[]0,11)8a[Mnl,78[]0,22116d04 en notation de spinelles; et Li2Ti307, qui peut s'écrire (Li0,85[]0,15)8a[Tol,7lLiO,29116do4 en notation de spinelles. 7. Cellule selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisée en ce que le composé de l'anode est un oxyde de lithium-fer-titane ayant une structure de type spinelle et dans lequel les cations lithium et fer sont situés sur les côtés A, et les cations lithium, fer et titane sont situés sur les côtés B. 8. Cellule selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisée en ce que, dans le composé de l'anode, la structure d'ossature [B2]X4 contient, dans la structure d'ossature ou dans les espaces interstitiels de la structure d'ossature, des cations de métaux additionnels en plus des ions lithium et des cations A et B pour stabiliser la structure, les cations métalliques additionnels étant présents en une quantité inférieure à % en valeur atomique. 9. Cellule selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8 comprise, caractérisée en ce que le composé d'oxyde de lithium métal de la cathode a également une structure d'ossature de type spinelle. 10. Cellule selon la revendication 9, caracté- risée en ce que la structure d'ossature du composé d'oxyde de lithium métal de la cathode a comme unité structurale de base une unité de formule [B2]X4n- o [B2]X4n- est l'unité structurale d'un spinelle A[B2]X4, les anions X étant disposés pour former une série d'anions négativement chargée et o A est un cation lithium; B est un cation métallique; X est l'oxygène (O); et n- se réfère à la charge globale de l'unité structurale [B2]X4 de la structure d'ossature, les cations de métaux de transition de l'anode étant plus électroposi- tifs que ceux de la cathode. 11. Cellule selon la revendication 10, caractérisée en ce que, dans le composé de la cathode, B est un type de cation métallique simple. 12. Cellule selon la revendication 10, caractérisée en ce que, dans le composé de l'anode, B est un mélange de cations de métaux différents. 13. Cellule selon la revendication 10, caractérisée en ce que le composé de la cathode est un spinelle dans lequel le cation B est choisi dans le groupe comprenant Li, Mn, Co et Ni. 14. Cellule selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 comprise, caractérisée en ce que, dans le composé de l'anode, la structure d'ossature [B2]X4 contient, dans la structure d'ossature ou dans les espaces interstitiels de la structure d'ossature, des cations de métaux additionnels en plus des ions lithium et des cations A et B pour stabiliser la structure, les cations de métaux additionnels étant présents en une quantité inférieure à % en valeur atomique. 15. Cellule selon la revendication 14, caractérisée en ce que le composé de la cathode est Lil+âMn2_O4 o 0 16. Cellule selon la revendication 14, caractérisée en ce que le composé de la cathode est LiMb/2Mn2_O04 o M=Mg ou Zn et 0 17. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprise, caractérisée en ce que le composé d'oxyde de lithium métal de la cathode a une structure de type stratifiée se conformant à la formule LixCOlyNiyO2 o 0 18. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 incluse, caractérisée en ce que le composé d'anode offre une tension relativement faible de 3 volts ou moins contre le lithium pur, tandis que le composé de la cathode offre une tension relativement élevée comprise entre 3 volts et 4,5 volts contre le lithium pur. 19. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 comprise, caractérisée en ce que l'électrolyte est un électrolyte à la température ambiante choisi dans le groupe constitué par LiClO4, LiBF4 et LiPF6 dissous dans un sel organique choisi dans le groupe comprenant le carbonate de propylène, le carbonate d'éthylène, le carbonate de diméthyle, le diméthoxyéthane et leurs mélanges appropriés. 20. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 comprise, caractérisée en ce que l'électrolyte est un électrolyte polymérique choisi dans le groupe constitué par l'oxyde de polyéthylène (PEO) - LiC104, PEO - LiSO3CF3 et PEO - LiN(CF3SO2)2.