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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
La famille des piles à anode en zinc couvre un assez large domaine d’utilisations. Si les piles salines (Zn/MnO 2 ) sont les mieux adaptées aux applications intermittentes nécessitant peu de puissance, les piles alcalines (Zn/MnO 2 ) alimentent des petits moteurs. Les piles zinc-oxyde d’argent, qui permettent des régimes de décharge élevés, seront réservées, en raison du coût de l’argent, à la réalisation de piles hautes performances. Les piles zinc-oxyde de mercure, souvent remplacées par les piles à l’argent moins polluantes pour l’environnement, conservent un intérêt particulier dans les applications et les stockages à température élevée (températures tropicales). Les piles zinc-air, qui ont les coûts d’usage les plus bas, sont réservées aux applications demandant de longues durées de décharge à régime plutôt faible.
L’objet de cet article est de présenter les caractéristiques de ces différentes piles.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
– Piles électriques. Présentation générale ;
-
D 3 321 – Piles électriques. Piles au zinc (le présent article) ;
-
– Piles électriques. Piles au lithium ;
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– Piles électriques. Piles activables ;
-
– Piles électriques.
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Piles zinc-oxyde d’argent (Zn/Ag2O)
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2. Piles alcalines (Zn/MnO2)
2.1 Généralités
En parallèle à l’utilisation des piles salines, les recherches effectuées afin d’améliorer les systèmes de fourniture d’énergie électrique autonome ont conduit à la mise au point des piles alcalines dont la chimie de base est à peu près la même. À la différence des piles salines, les piles alcalines utilisent un électrolyte à base de potasse très concentrée, qui modifie les réactions électrochimiques se produisant à chaque électrode au bénéfice des performances de la pile. Ces piles ont donc, comme pour les piles salines, une anode de zinc et une cathode de dioxyde de manganèse ; elles ont été développées à la fin des années 1950 et ont été commercialisées au début des années 1960. Leurs caractéristiques électriques sont meilleures que celles des piles salines lors de leur utilisation dans des équipements demandant plus de puissance. Compte tenu du développement de beaucoup d’équipements comportant un moteur électrique pendant les dernières décennies, ces « nouvelles » piles ont eu un essor important. Elles sont maintenant fabriquées en plus grande quantité que les piles salines malgré leur coût supérieur.
Les applications des piles alcalines sont multiples et les conditions d’utilisation sont plus larges que dans le cas des piles salines, sans modification notable de leurs performances. Notamment, la gamme de température peut aller de – 20 à + 70 oC.
L’essentiel des composants constituant les piles alcalines étant les mêmes que ceux utilisés dans les piles salines, on se reportera au paragraphe 1 Piles salines. Nous examinerons seulement les caractéristiques qui en diffèrent.
HAUT DE PAGE2.2 Constituants
Dans le cas des piles alcalines, le zinc utilisé doit être de haute pureté (99,9 % en masse)....
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