Amélioration de l'électrode positive des systèmes PbC® : propriétés anticorrosives de la polyaniline appliquées aux batteries plomb-acide

Improvement of the positive electrode of the PbC® systemes

• Auteur / Autrice : Christophe Aucher
• Direction : Thierry Brousse, Daniel Guay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science de l'énergie et des matériaux
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École polytechnique de l'Université de Nantes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polissage électrolytique

Mots clés libres

Polyaniline

Greffage

Corrosion

Plomb-acide

PbC

PbO2

Résumé

La batterie hybride PbC est constituée d'une électrode faradique dont la matière active est le dioxyde de plomb et d'une électrode capacitive de carbone activé identique à celle utilisée dans les supercondensateurs. L'association de composants d'un accumulateur classique au plomb et d'un supercondensateur permet d'obtenir des performances intermédiaires entre un supercondensateur et un accumulateur. Le supercondensateur possède une puissance spécifique très élévée et une durée de vie de plusieurs millions de cycles tandis que la batterie peut être assimilée à un réservoir énergétique ayant une très grande densité d'énergie avec des temps de décharge de plusieurs heures. L'étude présentée dans ce manuscrit porte essentiellement sur l'amélioration des performances de l'électrode positive de la batterie. Les travaux sont divisés en deux parties, la première porte sur l'élaboration d'un collecteur de courant composite plomb/polyanyline résistant à la corrosion en mileu acide sulfurique 1,5 M, qui conduit à une diminution de la densité de courant de corrosion de 95 % comparé au métal nu. Le second volet concerne l'amélioration de la cyclabilité et de la capacité de l'électrode positive par l'élaboration de PbO2 avec des tailles et des morphologies de particules différentes.

The hybrid battery PbC consists of a faradaic electrode whose active material is lead dioxide and a capacitive electrode of activated carbon similar to that used in capacitors. The association of components of a conventional lead-acid battery and components from a capacitor enable to achieve performances that are intermediate between those of a capacitor and a battery. The capacitor has a high specific power with a lifespan of several million cycles while the battery can be considered to an energy tank, with a high energy density, with energy discharge time of several hours. The study presented in this manuscript focuses on improving the performance of the positive electrode of the battery. The work is divided into two parts, the first concerns the development of a composite lead/polyanyline current collector resistant to corrosion in 1. 5 M sulfuric acid, which leads to a 95 % decrease of the corrosion current density compared to a bare metal without polyaniline. The second part concerns the improvement of cyclability and capacity of the positive electrode through the development of the PbO2 with sizes and morphologies of different particles.