Recherche Avancée

Thèse soutenue

Amélioration du rendement d'utilisation de la matière active positive des accumulateurs au plomb au travers d'une étude des filiations texturales entre sulfates basiques de plomb et PbO²

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Auteur / Autrice : Sylvie Grugeon-Dewaele
Direction : Jean-Marie Tarascon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Amiens

Résumé

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Malgré le développement de nouvelles technologies, les accumulateurs au plomb restent très bien placés de par leur coût modique. En revanche, ils sont désavantagés par leur faible énergie massique en raison du faible rendement d'utilisation de la matière active positive (maximum 50%). La matière active positive PbO² est généralement obtenue par oxydation électrochimique des sulfates tribasiques (notes 3BS) et/ou tétrabasiques (notes 4BS) de plomb de forme aiguille d'environ 1 et 15 microns de largeur respectivement, via le sulfate de plomb PBSO4. L'étude, à partir de phases pures 3BS et 4BS de morphologie contrôlée, des mécanismes de réaction intervenant au cours de ce processus a permis de définir un modèle théorique de formation de la phase 4BS permettant de mettre en évidence une possibilité d'optimiser le rendement d'utilisation de la matière active. En effet, la transformation 4BS -> PBSO4 -> PbO² s'effectue suivant un double processus métasomatique avec conservation de la forme globale de l'aiguille de 4BS, l'épaisseur de la couche oxydée ne dépassant pas 1,5 micron. Si l'on considère que toute l'épaisseur de phase oxydée se décharge entièrement, la capacité restituée est donc fonction des caractéristiques géométriques des aiguilles de 4BS ; elle augmente lorsque la largeur des aiguilles diminue. La validité de ce modèle a pu être vérifiée en préparant plusieurs échantillons de morphologie contrôlée et en testant leur capacite à l'aide d'une cellule électrochimique de laboratoire