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RÉSUMÉ
Les piles thermiquement activées, appelées communément « piles thermiques », sont des piles activables par combustion de composition pyrotechniques. Elles peuvent rester installées à demeure sur les systèmes à alimenter sans perte de capacité par autodécharge grâce à leur totale inertie à l'état non activé. Une fois activées, elles doivent être utilisées immédiatement mais ne peuvent pas être réutilisées. Cet article est entièrement consacré à la description du système électrochimique lithium/disulfure de fer Li/FeS2 .
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Patrick MASSET : Docteur de l'Institut national polytechnique de Grenoble (France) - Ingénieur de recherche à l'Institut-Karl-Winnacker der Dechema e.V., à Frankfurt am Main (Allemagne)
INTRODUCTION
Les piles thermiquement activées, appelées communément « piles thermiques », sont des piles activables par combustion de composition pyrotechniques. Elles peuvent rester installées à demeure sur les systèmes à alimenter sans perte de capacité par autodécharge grâce à leur totale inertie à l'état non activé. Une fois activées, elles doivent être utilisées immédiatement mais ne peuvent pas être réutilisées. Les piles activables ont été décrites dans les articles « Piles électriques – Piles activables » [D 3 323] et « Accumulateurs – Accumulateurs à haute température » [D 3 355] de manière globale. Cet article est entièrement consacré à la description du système électrochimique lithium/disulfure de fer Li/FeS2 .
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4. Cathodes
Différents matériaux ont été envisagés pour être utilisés comme matériaux de cathode. On peut notamment citer :
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chromates ;
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oxydes ;
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sulfures.
Actuellement, la pyrite FeS2 est le matériau le plus utilisé car il regroupe les principales caractéristiques requises. D'autre part, la pyrite est extraite de minerais pour un coût raisonnable, contrairement à CoS2 qui doit être synthétisé.
4.1 Propriétés conductrices de la pyrite
La pyrite possède des propriétés semi-conductrices de type p ou n selon l'origine géographigue du minerai. Sa conductivité électronique varie de 0,3 à plusieurs centaines de siemens par centimètre [49] [50] [51] [52]. Ces propriétés de conduction électronique intrinsèques font que la résistance électrique du compartiment cathodique reste faible même sans ajout de matériau électroniquement conducteur (par exemple, noir de carbone).
HAUT DE PAGE4.2 Stabilité thermique de la pyrite
Comme le montre le diagramme de phases Fe—S (figure 7), la stabilité thermique de la pyrite est fonction de la pression partielle de soufre. De nombreuses études ont été consacrées à la décomposition thermique de la pyrite sous atmosphères inertes, corrosives ou encore oxydantes [53]...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUIDOTTI (R.A.), MASSET (P.) - * - J. Power Sources, 161(2), p. 1443 (2006).
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(2) - CLARCK (A.J.), THALER (C.), RREID (J.) - * - Proc. 39th Power Sources Conf., p. 552 (2000).
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(3) - WARREN (J.J.) - * - Jr., in Molten Salts Chemistry, Eds G. Mamamtov and R. Marassi, p. 237 (1987).
-
(4) - DWORKIN (A.S.), BRONSTEIN (H.R.), BREDIG (M.A.) - * - J. Phys. Chem., 66, p. 572 (1962).
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(5) - WEN (J.), HUGGINS (R.A.) - * - J. Sol. St. Chem., 37, p. 271 (1981).
-
(6) - Phase Diagram for Cermists. - Eds. J. Murray et al., p. 128 (1987).
-
(7) - Phase Diagram...
ANNEXES
Sandia National Laboratories http://www.sandia.gov/
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ASB-Aerospatiale Batteries (France) http://www.asb-group.com
Eagle Picher Industries Inc. (États-Unis) http://www.epcorp.com
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