Jean ALZIEU

Les accumulateurs électrochimiques de type redox-flow représentent un principe particulier d’accumulateurs dont les réactifs et produits de réaction sont en solution dans un électrolyte, à l’anode comme à la cathode. Ces électrolytes, contenus dans deux demi-cellules, sont mis en circulation, d’où leur appellation. La capacité des accumulateurs « redox-flow » est facilement maîtrisée, d’où leur utilisation très fréquente pour le stockage d’énergie.

Cet article est dédié aux accumulateurs dits à haute température, de conception assez récente : sodium-soufre, anode de lithium, « zebra ». Ces dispositifs nécessitent un maintien en température largement au-dessus de la température ambiante, typiquement dans la fourchette 300 à 400 °C. La présence d’un liquide, soit électrode liquide, soit électrolyte secondaire liquide intercalé entre la céramique et l’électrode solide, est alors nécessaire pour conférer à la céramique  une conductivité ionique suffisante.

Cet article est consacré au système lithium-ion : intérêts, caractéristiques, points faibles et  perspectives. Cette technologie permet des densités d’énergie élevées, d’où  sa présence sur la marché des batteries portables, mais également des densités de puissance élevées, ce qui devrait lui assurer un rôle prépondérant dans le véhicule hybride et à terme un avenir florissant au sein de tous les générateurs électrochimiques.

Cet article est consacré aux accumulateurs dont le matériau actif positif de l’électrode est l’oxyhydroxyde de nickel, notamment les accumulateurs nickel-cadmium, nickel-fer ou nickel- hydrure métallique, les plus récents. Dans ces différents accumulateurs, le nickel, réduit pendant la décharge, est associé à divers matériaux négatifs. Sont détaillés successivement les réactions dont sont le siège ces accumulateurs, leur constitution, puis leurs caractéristiques et performances.

Un accumulateur (ou pile et batterie) est un générateur électrochimique, c’est-à-dire un dispositif qui transforme directement l’énergie libérée par une réaction chimique en énergie électrique. Ces sources autonomes d’énergie électrique peuplent notre quotidien, de la pile bouton à l’accumulateur de grande taille dans les transports électriques autonomes, en passant par les batteries de nos téléphones portables. Cet article expose le processus électrochimique qui régit le fonctionnement d’un accumulateur, il s’attache ensuite à décrire les surtensions et les caractéristiques intensité-potentiel de tels dispositifs.

Les accumulateurs au plomb sont très présents dans le secteur de l’automobile, notamment dans les véhicules à combustion interne, mais aussi comme batteries stationnaires. De plus, on leur prévoit un bel avenir également dans le stockage intermédiaire des énergies renouvelables. Cet article commence par décrire la constitution et le principe des accumulateurs au plomb, il poursuit par la présentation de ses caractéristiques électriques et les causes de défaillance. Pour terminer, il présente différentes applications de ces dispositifs.