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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 ;
-
– Piles électriques. Piles activables ;
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– Piles électriques.
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Piles zinc-oxyde de mercure (Zn/HgO)
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3. Piles zinc-oxyde d’argent (Zn/Ag2O)
3.1 Généralités
Les piles à anode de zinc, cathode d’oxyde d’argent et électrolyte alcalin (encore appelées piles à l’argent) ont été étudiées et mises au point du fait des fortes énergies massiques qu’elles permettent, associées à une aptitude à fournir des courants de décharge importants. Leur fonctionnement aux basses températures (– 20 oC et moins) permet leur utilisation dans ce domaine. L’aptitude à fournir des énergies massiques élevées, alliée au coût élevé de l’argent métal, ont fait que ce système a été principalement développées :
-
pour la réalisation de piles « bouton » (faible quantité d’argent) ;
-
dans la réalisation de piles à hautes performances utilisées dans certaines applications militaires : propulsion des torpilles électriques notamment (elles sont dans ce cas amorçables, éventuellement rechargeables quelques (10 à 30 suivant l’usage fait) dizaines de cycles).
Ces piles, comme les autres piles à anode de zinc, sont connues depuis plus d’une centaine d’années. Elles sont encore fabriquées en faible quantité du fait de leur prix, et leurs marchés habituels ont maintenant souvent été conquis par les piles au lithium – dioxyde de manganèse notamment.
La matière active cathodique (pôle positif ) est constituée par un mélange d’oxyde d’argent à l’état d’oxydation I, composé stable dans des conditions variées de température.
Le milieu électrolytique est une solution alcaline de potasse ou de soude.
La matière active anodique (pôle négatif ) est composée de zinc amalgamé ou de poudre de zinc gélifiée.
HAUT DE PAGE3.2 Constituants
On pourra se reporter à la référence [7].
La masse cathodique comporte de l’oxyde d’argent à l’état d’oxydation (I) auquel est ajouté du graphite (moins de 10 % généralement), afin d’assurer dans cette masse active une conductivité électronique suffisante dans les conditions de décharge envisagées dans l’application,...
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