Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Christian SARRAZIN : Spécialiste des sources d’énergie électrochimique - Ancien Chef de la division chimie électrochimie à la Délégation générale pour l’armement / Direction des recherches études et techniques (DGA/DRET)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le lithium, qui a le potentiel le plus négatif et la plus forte capacité massique des matériaux d’anode solides, est apparu comme le métal permettant d’atteindre les plus hautes énergies massiques dans les piles, lorsqu’il est associé à une cathode de potentiel élevé.
Le nombre des différentes piles au lithium est important, car les recherches de cathodes adaptées à l’obtention de bonnes performances a conduit à examiner beaucoup de matériaux. Cette variété des matériaux de cathodes s’explique par la possibilité d’étudier des combinaisons de plusieurs éléments : oxydes ou sulfures de métaux de transition, halogénures, oxyhalogénures, carbones, certains composés organiques, etc. Ces piles, qui ont une cathode soit solide (Li/CuO, Li/MnO2, Li/CFx, etc.), soit liquide (Li/SOCl2, Li/SO2, etc.), et peuvent comporter un électrolyte solide dans certains cas, n’ont pas toutes abouti à des fabrications industrielles importantes.
L’utilisation de ces piles est sans cesse croissant, notamment dans les applications portables ou portatives, pour lesquelles la compacité de la source d’énergie est un point crucial.
Seules les piles qui ont fait l’objet de fabrications industrielles significatives seront examinées en détail dans ce texte.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
D 3 320 – Piles électriques. Présentation générale ;
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D 3 321 – Piles électriques. Piles au zinc ;
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D 3 322 – Piles électriques. Piles au lithium (le présent article) ;
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D 3 323 – Piles électriques. Piles activables ;
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Doc. D 3 325 – Piles électriques. Pour en savoir plus.
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Présentation
Autres piles au lithium7. Piles lithium-disulfure de fer
7.1 Généralités
De commercialisation relativement récente [8], la pile lithium-disulfure de fer (Li/FeS2) a notamment été étudiée et développée aux États-Unis par la société Eveready Battery. Bien que le monosulfure de fer ait également été envisagé, le choix du disulfure de fer repose sur sa capacité massique bien supérieure (893,3 Ah/kg contre 446,7 Ah/kg pour le monosulfure), ainsi que sur sa tension légèrement plus élevée que celle du monosulfure (proche de 1,7 V contre 1,5 V pour des régimes de décharge lents), qui lui assurent ainsi de très bonnes caractéristiques potentielles. Ces piles ont l’avantage d’avoir une tension de 1,4 à 1,6 V en fonction du régime de décharge, valeurs qui assurent une compatibilité avec les applications des piles salines et alcalines couramment utilisées (1,5 V). Cependant, compte tenu des coûts plus élevés que les piles salines et alcalines, elles remplacent plus directement les piles de type oxyde d’argent-zinc ou oxyde de mercure-zinc. Il faut cependant noter que leur fonctionnement jusque vers 60 ˚C ne conduit à aucune dégradation de leurs performances, en capacité notamment [8].
Ces piles, qui ont notamment été fabriquées dans des formats « bouton », le sont maintenant en éléments cylindriques au format R6 (ou AA) soit de structure bobine, soit de structure spiralée. Ce format d’élément permet d’envisager un développement des applications de ce système à cathode solide. Les performances de ces piles sont meilleures que celles des piles salines et alcalines à toutes les températures ; cependant, l’utilisation d’un électrolyte organique leur confère une impédance qui reste supérieure (et donc potentiellement une puissance spécifique inférieure) à celle des piles classiques comme AgO-Zn et HgO-Zn, dont l’électrolyte alcalin en milieu aqueux est bien meilleur conducteur ionique.
La construction de ces piles dans des formats de type bouton est effectuée de la même façon que pour les autres systèmes électrochimiques. Le lecteur se reportera à l’article Piles électriques- Présentation générale...
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Piles lithium-disulfure de fer
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Électrodes de référence (en français) - . Brochure TACUSSEL Électronique. « Électrodes, capteurs, accessoires de laboratoire » – (1988).
-
(2) - TRÉMILLON (B.) - Électrochimie analytique et réactions en solution (tome 2) - . Masson, Paris – (1993).
-
(3) - BARD (A.-J.), FAULKNER (L.-R.) - Électrochimie, principes, méthodes et applications - . Masson, Paris – (1983). [Livre de base couvrant la théorie et les techniques de l’électrochimie].
-
(4) - CROMPTON (T.-R.) - Battery Reference Book - . [Équivalent d’un handbook couvrant un large éventail de piles et d’accumulateurs connus. Des tableaux de caractéristiques pour les différents systèmes réalisés]. Butterworths International, Londres – (1990).
-
(5) - * - 75th Handbook of Physical Chemistry – (1995).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Micropiles et microbatteries
-
Accumulateurs portables
-
Électrochimie. Fonctionnement des cellules d’électrolyse
NORMES
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Piles électriques - Partie 1 : généralités. Indice de classement : C59-100. - NF EN 60086-1 - août 2000
-
Piles électriques - Partie 2 : feuilles de spécifications. Indice de classement : C59-110. - NF EN 60086-2 - juin 2000
-
Piles électriques - Partie 3 : piles pour montres. Indice de classement : C59-863. - NF EN 60086-3 - août 1996
-
Piles électriques - Partie 4 : norme de sécurité pour les piles au lithium. Indice de classement : C59-864. - NF EN 60086-4 - août 1996
-
Piles pour montres. Dimensions, exigences et marquage. - ISO/TR 10219:1989 - juin 1989
-
Piles pour montres. Essais de résistance aux fuites. - ISO/TR 10220:1989 - mai 1989
ANNEXES
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BE Battery Engineering :
Site sur les piles lithium-chlorure de thionyle abordant les différents aspects concernant leur chimie, les mécanismes et les paramètres influençant leurs performances électriques. De nombreuses photos concernent la fabrication de ces piles et les constituants : godet en acier inoxydable, feuille de lithium, électrolyte dans le chlorure de thionyle, couvercle, etc.
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Groupe Hawker – Marque : Eternacell :
Ce site concerne les piles lithium chlorure de thionyle, lithium dioxyde de soufre et les piles lithium dioxyde de manganèse.
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Compagnie Wilson Greatbatch Ltd (États-Unis) :
Ce site concerne les piles lithium chlorure de thionyle, de sulfuryle.
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Catalyseurs de la réduction du chlorure de thionyle (avec nombreuses références) :
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Quelques données de base sur les piles et accumulateurs / électrodes de référence :
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Premier fabricant mondial de piles alcalines :
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Electric Fuel pour les systèmes zinc/air :
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Marque...
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