Étude des composés intermétalliques Ti1,02-xZrxNi0,98 (0 ≤ x ≤ 0,48) pour accumulateurs Nickel/Métal-Hydrure

par Béatrice Guiose

Thèse de doctorat en Chimie et sciences des matériaux

Sous la direction de Brigitte Décamps et de Fermín Cuevas.


  • Résumé

    Dans les accumulateurs Nickel-Métal Hydrure (NiMH), l’électrode négative est constituée d’un composé intermétallique qui absorbe l’hydrogène de façon réversible dans des conditions normales de pression et de température. Ce travail concerne le comportement électrochimique des composés intermétalliques Ti1,02-xZrxNi0,98 (0 ≤ x ≤ 0,48) dans KOH. La substitution partielle du titane par le zirconium dans le composé binaire TiNi conduit à une forte augmentation de la capacité d’absorption de l’hydrogène (150 mAh/g pour TiNi et ~350 mAh/g pour les composés substitués). Cette augmentation est reliée à la transformation martensitique qui s’opère dans ces composés intermétalliques. Malheureusement, la tenue au cyclage électrochimique des composés substitués est médiocre. De ce fait, une attention particulière est portée à l’étude de la durée de vie et à la compréhension des mécanismes de vieillissement des électrodes en utilisant des méthodes électrochimiques et des techniques de caractérisation chimique et structurale, notamment par microscopie électronique en transmission. La dégradation rapide des composés substitués est due à leur forte pulvérisation lors du cyclage électrochimique et à leur corrosion calendaire par la potasse.

  • Titre traduit

    Study of Ti1. 02-xZrxNi0. 98 (0 ≤ x ≤ 0. 48) intermetallic compounds in Nickel-Metal Hybride batteries


  • Résumé

    The negative electrode of Nickel-Metal Hydride (NiMH) batteries, is constituted by an intermetallic compound which is able to reversibly absorb hydrogen under normal conditions. The aim of this work is to study the electrochemical performances of Ti1. 02-xZrxNi0. 98 (0 ≤ x ≤ 0. 48) cycled in KOH. Partial substitution of Ti by Zr in TiNi compound leads to a high increase of the storage capacity of these electrodes (150 mAh/g and ~350 mAh/g for binary and substituted compounds, respectively). This increase relates to the martensitic transformation that occurs in these intermetallic compounds. Unfortunately, the electrochemical cycle-life is poor for substituted compounds. Therefore, particular attention has been paid to study the cycle life and to understand the ageing mechanism of these electrodes by electrochemical methods as well as by chemical and structural analysis, mostly by transmission electron microscopy. Fast degradation for substituted compounds is due both to their strong pulverisation on electrochemical cycling and to calendar corrosion during KOH soaking.

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  • Annexes : Bibliogr. : 92 réf

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