Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les piles thermiquement activées, appelées communément « piles thermiques », sont des piles activables par combustion de composition pyrotechniques. Elles peuvent rester installées à demeure sur les systèmes à alimenter sans perte de capacité par autodécharge grâce à leur totale inertie à l'état non activé. Une fois activées, elles doivent être utilisées immédiatement mais ne peuvent pas être réutilisées. Cet article est entièrement consacré à la description du système électrochimique lithium/disulfure de fer Li/FeS2 .
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Thermally activated batteries, commonly called "thermal batteries" are batteries activated by the combustion of pyrotechnic compositions. They can remain permanently installed on the systems to be fed without capacity loss by self discharge due to their complete inertia at the non-activated state. Once activated, they must be used immediately and cannot be reused. This article is fully dedicated to the description of the electrochemical lithium/ iron disulfide Li/FeS2 system.
Auteur(s)
-
Patrick MASSET : Docteur de l'Institut national polytechnique de Grenoble (France) - Ingénieur de recherche à l'Institut-Karl-Winnacker der Dechema e.V., à Frankfurt am Main (Allemagne)
INTRODUCTION
Les piles thermiquement activées, appelées communément « piles thermiques », sont des piles activables par combustion de composition pyrotechniques. Elles peuvent rester installées à demeure sur les systèmes à alimenter sans perte de capacité par autodécharge grâce à leur totale inertie à l'état non activé. Une fois activées, elles doivent être utilisées immédiatement mais ne peuvent pas être réutilisées. Les piles activables ont été décrites dans les articles « Piles électriques – Piles activables » [D 3 323] et « Accumulateurs – Accumulateurs à haute température » [D 3 355] de manière globale. Cet article est entièrement consacré à la description du système électrochimique lithium/disulfure de fer Li/FeS2 .
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Cathodes
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3. Électrolytes
3.1 Caractéristiques
Les électrolytes utilisés dans les piles thermiques sont des sels fondus qui sont à l'état solide à température ambiante et donc isolants électriques. Cela permet en particulier un stockage de longue durée (jusqu'à 20 ans) à demeure sur les appareillages à alimenter en énergie électrique sans diminution des performances par autodécharge. Le choix de l'électrolyte est principalement dicté par ses propriétés spécifiques qui doivent au mieux servir l'application souhaitée (exemple : forte conductivité ionique pour les applications pulse ).
les applications dites pulse sont des applications de très courte durée, par exemple l'alimentation d'un missile, de son départ à son impact sur la cible, de l'ordre de 1 min de fonctionnement.
Les principaux critères requis pour le choix d'une composition électrolytique sont [10] :
-
faible pression de vapeur : l'électrolyte ne doit pas s'évaporer à l'intérieur de la batterie ;
-
conductivité ionique élevée (en particulier pour les applications pulse) ;
-
large fenêtre électrochimique : pas de réaction entre les matériaux d'électrode et les constituants de l'électrolyte (oxydation par le matériau de cathode ou réduction par le matériau d'anode) ;
-
solubilité faible ou nulle de Li2O : entraîne une modification importante des propriétés de rétention de l'électrolyte par l'agent gélifiant (généralement MgO) ;
Notafuite d'électrolyte entre les empilements créant des courts-circuits softs.
-
faible solubilité du lithium : diminution de l'efficacité globale de la pile par conduction électronique au sein de l'électrolyte ;
-
stabilité vis-à-vis des produits de décharge : réactions parasites d'autodécharge possible ;
-
stabilité vis-à-vis de l'humidité et/ou de l'oxygène : production d'hydroxydes et/ou d'oxydes par hydrolyse du sel à haute température ;
-
point de fusion compatible :...
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Électrolytes
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUIDOTTI (R.A.), MASSET (P.) - * - J. Power Sources, 161(2), p. 1443 (2006).
-
(2) - CLARCK (A.J.), THALER (C.), RREID (J.) - * - Proc. 39th Power Sources Conf., p. 552 (2000).
-
(3) - WARREN (J.J.) - * - Jr., in Molten Salts Chemistry, Eds G. Mamamtov and R. Marassi, p. 237 (1987).
-
(4) - DWORKIN (A.S.), BRONSTEIN (H.R.), BREDIG (M.A.) - * - J. Phys. Chem., 66, p. 572 (1962).
-
(5) - WEN (J.), HUGGINS (R.A.) - * - J. Sol. St. Chem., 37, p. 271 (1981).
-
(6) - Phase Diagram for Cermists. - Eds. J. Murray et al., p. 128 (1987).
-
(7) - Phase Diagram...
ANNEXES
Sandia National Laboratories http://www.sandia.gov/
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ASB-Aerospatiale Batteries (France) http://www.asb-group.com
Eagle Picher Industries Inc. (États-Unis) http://www.epcorp.com
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