Étude de la recombinaison de l'oxygène en accumulateurs Ni-MH étanches

par Sébastien Martinet

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Robert Durand et de Patrick Ozil.

Soutenue en 1999

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences et techniques
• Electrotechnique. Electroenergetique
• Accumulateur electrochimique
• Batterie
• Nickel
• Metal hydrure
• Vehicule electrique
• Accumulateur etanche
• Etude experimentale
• Modelisation
• Surcharge
• Oxygene

Résumé

La conception des accumulateurs nimh etanches destines aux vehicules electriques necessite une recombinaison quasi totale de l'oxygene forme en cours de charge ou de surcharge. Ce travail a consiste, dans une premiere partie, a etudier le cycle de l'oxygene au sein de chacun des compartiments de l'accumulateur : electrode positive ni(oh) 2, separateur et electrode negative mh. Nous avons caracterise le degagement d'oxygene sur l'electrode positive frittee et le passage du gaz a travers le separateur, en couplant l'analyse d'images et l'analyse de bruit electrochimique. La visualisation a egalement permis de quantifier la vitesse de reduction des bulles d'oxygene a la surface de l'electrode mh, dans differentes conditions. Dans une seconde partie, une approche plus globale en accumulateurs etanches, suivie d'une modelisation a ete proposee. L'impact de differents parametres sur le comportement en surcharge a ete evalue par la methodologie des plans d'experiences. En complement, l'ajout d'electrodes de reference in-situ conduit a des mesures de repartition de potentiel au sein d'un accumulateur etanche. Une modelisation du fonctionnement des batteries nimh a permis de retrouver une partie des resultats experimentaux obtenus grace aux electrodes de reference. Finalement, l'analyse de bruit electrochimique appliquee a des accumulateurs de technologies variees (nicd, nimh et li-ion) s'avere une technique adaptee a la determination de l'etat de charge et a la detection des reactions de surcharge, selon les cas.

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