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Jean-François FAUVARQUE
mais chauffe assez fort à la décharge (point thermoneutre 1,45 V pour une tension
nominale de fonctionnement de1,2 V). Il est utilisé pour le démarrage des avions
et des hélicoptères. Une batterie-aviation de 40 Ah - 24 V pèse 38 kg et peuvent
fournir 1600 A sous 18 V.
La puissance spécifique des accumulateurs Li/ion est élevée, car leur tension est
élevée et leur résistance interne faible, par construction. Il ne faut pas oublier que
faire fonctionner un accumulateur en permanence à fort régime provoque inévitablement un échauffement important. C’est un problème sérieux pour le fonctionnement des accumulateurs dans les véhicules hybrides.
Les supercondensateurs à double couche électrochimique stockent relativement
peu d’énergie (0,1 à 5 Wh/kg), mais peuvent être construits très puissants (1 à
10 kW/kg), car il n’y a pas de transfert d’électrons qui ajoute une résistance de transfert aux chutes ohmiques. Ils présentent l’avantage d’une cyclicité théoriquement
infinie.
23.5. CYCLABILITÉ
La cyclabilité impose en pratique l’utilisation de masses actives solides. Les batteries sodium/soufre et sodium/chlorure de nickel, qui utilisent du sodium liquide et
un séparateur en alumine béta, conductrice par ion sodium, sont des exceptions.
Lorsque, à la décharge, une électrode de zinc se dissout dans la potasse pour former des ions zincates solubles, à la recharge, le métal zinc n’aura aucune raison de
se redéposer à l’endroit où il s’est dissous. Il se produira au mieux une modification
de la forme de l’électrode avec compaction du zinc et suppression de la percolation ionique, au pire une croissance dendritique du zinc qui traversera le séparateur et provoquera un court-circuit. Les électrodes métalliques des accumulateurs
sont donc des électrodes de seconde espèce, qui forment un produit insoluble à
la décharge : plomb/sulfate de plomb, cadmium/hydroxyde de cadmium. La cyclabilité varie en général en raison inverse de la solubilité des masses actives, positives
ou négatives. Lorsque le fonctionnement de la masse active passe par la dissolution d’une espèce active (ion Pb
2+ par exemple), la puissance du générateur sera
directement liée à sa solubilité. Puissance et cyclabilité varieront donc en sens
inverse dans la série des accumulateurs alcalins Zn/NiOOH, Cd/NiOOH, Fe/NiOOH.
La respiration des masses actives constitue un facteur important au manque de
cyclabilité. La densité du plomb vaut environ 13, celle du sulfate de plomb environ
6 et celle de l’oxyde de plomb environ 9. Les plaques gonflent à la décharge, il
faut éviter à la recharge que le contact électrique soit rompu entre la masse active
qui diminue de volume et le collecteur de courant. Les composés d’intercalation
présentent en général des variations limitées de volume spécifique en fonction
de l’état de charge et cyclent bien. C’est le cas du couple NiOOH/Ni(OH) 2 , dont le
Jean-François FAUVARQUE
mais chauffe assez fort à la décharge (point thermoneutre 1,45 V pour une tension
nominale de fonctionnement de1,2 V). Il est utilisé pour le démarrage des avions
et des hélicoptères. Une batterie-aviation de 40 Ah - 24 V pèse 38 kg et peuvent
fournir 1600 A sous 18 V.
La puissance spécifique des accumulateurs Li/ion est élevée, car leur tension est
élevée et leur résistance interne faible, par construction. Il ne faut pas oublier que
faire fonctionner un accumulateur en permanence à fort régime provoque inévitablement un échauffement important. C’est un problème sérieux pour le fonctionnement des accumulateurs dans les véhicules hybrides.
Les supercondensateurs à double couche électrochimique stockent relativement
peu d’énergie (0,1 à 5 Wh/kg), mais peuvent être construits très puissants (1 à
10 kW/kg), car il n’y a pas de transfert d’électrons qui ajoute une résistance de transfert aux chutes ohmiques. Ils présentent l’avantage d’une cyclicité théoriquement
infinie.
23.5. CYCLABILITÉ
La cyclabilité impose en pratique l’utilisation de masses actives solides. Les batteries sodium/soufre et sodium/chlorure de nickel, qui utilisent du sodium liquide et
un séparateur en alumine béta, conductrice par ion sodium, sont des exceptions.
Lorsque, à la décharge, une électrode de zinc se dissout dans la potasse pour former des ions zincates solubles, à la recharge, le métal zinc n’aura aucune raison de
se redéposer à l’endroit où il s’est dissous. Il se produira au mieux une modification
de la forme de l’électrode avec compaction du zinc et suppression de la percolation ionique, au pire une croissance dendritique du zinc qui traversera le séparateur et provoquera un court-circuit. Les électrodes métalliques des accumulateurs
sont donc des électrodes de seconde espèce, qui forment un produit insoluble à
la décharge : plomb/sulfate de plomb, cadmium/hydroxyde de cadmium. La cyclabilité varie en général en raison inverse de la solubilité des masses actives, positives
ou négatives. Lorsque le fonctionnement de la masse active passe par la dissolution d’une espèce active (ion Pb
2+ par exemple), la puissance du générateur sera
directement liée à sa solubilité. Puissance et cyclabilité varieront donc en sens
inverse dans la série des accumulateurs alcalins Zn/NiOOH, Cd/NiOOH, Fe/NiOOH.
La respiration des masses actives constitue un facteur important au manque de
cyclabilité. La densité du plomb vaut environ 13, celle du sulfate de plomb environ
6 et celle de l’oxyde de plomb environ 9. Les plaques gonflent à la décharge, il
faut éviter à la recharge que le contact électrique soit rompu entre la masse active
qui diminue de volume et le collecteur de courant. Les composés d’intercalation
présentent en général des variations limitées de volume spécifique en fonction
de l’état de charge et cyclent bien. C’est le cas du couple NiOOH/Ni(OH) 2 , dont le