Etude et realisation de supercondensateurs carbone/carbone de puissance

• Auteur / Autrice : LAURENCE BONNEFOI
• Direction : Jean-François Fauvarque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les supercondensateurs ont ete mis au point pour fournir des puissances specifiques relativement elevees (> 1 kw/kg) pendant une duree non negligeable, et associees a des energies specifiques consequentes (> 1 wh/kg). Actuellement, ces supercondensateurs peuvent etre utilises dans un grand nombre d'applications dans les domaines de l'electronique, de l'automobile et du spatial. Cependant, leur cout demeure encore trop eleve pour des applications grand public. Ce travail a porte sur la realisation et l'etude de supercondensateurs carbone/carbone permettant de fournir de fortes puissances specifiques superieures a 1 kw/kg, associees a des energies specifiques de l'ordre de 1,5 wh/kg, a moindre cout. Dans cette optique, une premiere selection des materiaux, portant sur la composition de la matiere active, le collecteur et l'electrolyte, a ete realisee a partir de methodes electrochimiques. Une optimisation de la composition des electrodes et la conception de prototypes 2 v dans un volume de 0,1 litre a permis d'atteindre des puissances specifiques 1 kw/kg associees a des energies specifiques de 1,6 wh/kg. Les tests a basse temperature ont montre que les pertes en puissance specifique et en energie specifique etaient tout a fait compatibles avec des applications de puissance. Toutefois, une corrosion du collecteur de courant est apparu des 50\c. Un traitement electrochimique - thermique des collecteurs a permis de remedier a ces problemes. Des premiers tests pour ameliorer les performances des supercondensateurs mis au point ont montre l'importance du role du collecteur de courant et du separateur. Un prototype 2 v de 1,4 kw/kg et 1,1 wh/kg a pu etre ainsi realise. L'ensemble des resultats de cette etude a donc montre que la realisation de supercondensateurs de forte puissance specifique associee a une energie specifique relativement elevee, fonctionnant entre 20\c et +60\c et de moindre cout est tout a fait envisageable, avec des perspectives d'ameliorations consequentes.