Le monde des accumulateurs rechargeables

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La chimie des accus au Nickel

Les réactions chimiques de fonctionnement d'un accumulateur Nickel-Cadmium

Le fonctionnement est basé sur les réactions suivantes :

Electrode positive :

Réaction électrode positive
Ceci donne un potentiel de 0,38V

Electrode négative :

Réaction électrode negative
Ceci donne un potentiel de -0,91V

Réaction globale :

Réaction générale Ni-Cd
Ceci donne une tension théorique de 1,29V lorsque les couples oxydo-réducteurs sont en équilibre. Mais ceci se fait à des vitesses très faibles.

Lorsque l'on impose aux réactions des vitesses compatibles avec l'utilisation (température courant) on s'éloigne des conditions d'équilibre. Des résistances parasites apparaissent au niveau microscopique de la matière active.
En Charge les réactions auront lieu à des potentiels supérieurs aux valeurs d'équilibre (0,45V à l'électrode +, -0,95V à la -). Il y aura donc 1,4 Volts de tension aux bornes de l'accumulateur pour un courant de charge de 0,1 In.
En Décharge les réactions auront lieu à des potentiels inférieurs aux valeurs d'équilibre conduisant à une tension aux bornes de 1,22 Volts à 0,2 In.

Ces phénomènes entraine un rendement de charge inférieur à 1. Il est nécessaire de prolonger la charge au delà de la capacité théorique afin que les sites actifs les plus difficilements accéssibles participent à la réaction. Le coefficient de charge entre la quantité d'électricité chargée et celle déchargée doit être environ de k = 1,4 toujour à un taux de charge de C/10

La réaction chimique de charge du Ni-Cd est endothermique, elle absorbe de la chaleur. L'élévation de température des éléments lors de la charge est donc synonyme d'une entrée de l'accu en phase de surcharge.

Les réactions chimiques de fonctionnement d'un accumulateur Nickel-Metal Hydride

Le fonctionnement est basé sur les réactions suivantes :

Electrode positive :

Réaction électrode positive

Electrode négative :

Réaction électrode négative

Réaction globale :

Réaction générale Ni-MH

M : Aliage absorbant d'Hydrogène
Hab : Hydrogène absorbée

Les réactions obéissent aux mêmes règles que le Ni-Cd. La encore le rendement de la charge est inférieur à 1.

La réaction chimique du Ni-MH est elle exothermique. Il y aura donc une élévation de la température de l'élément Ni-MH au cours de sa charge. Cette élévation de température sera proportionnelle au taux du courant de charge. En fin de charge l'élévation de température se fait plus rapide quand l'accu entre en phase de surcharge.

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