Accumulateur nickel-zinc

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Un accumulateur Nickel-Zinc (d'abréviation NiZn) est un générateur secondaire (rechargeable) alcalin (comme le NiCd et le NiMH).

[modifier] Généralités

Le NiZn a de tout temps été considéré comme un accumulateur aux caractéristiques très attractives, liées à son anode de zinc (potentiel redox très négatif, forte capacité massique, faible coût, abondance du composant, non toxicité, et facilité de recyclage).

Cependant, de nombreuses tentatives de développement et de commercialisation ont échoué, en raison d'une trop faible aptitude au cyclage des technologies alors mises en œuvre.

Ce sont des phénomènes de modifications rapides de la structure de l'électrode de zinc qui sont à l'origine de cette très brève durée de fonctionnement.

Durant la décharge de l'accumulateur, le zinc, matière active négative, est oxydé en oxyde de zinc non conducteur et en zincate de potassium soluble dans l'électrolyte.

En recharge, ces produits d'oxydation sont réduits en zinc métallique, qui se redistribue de manière irrégulière dans l'électrode, et génère des croissances anarchiques abusivement qualifiées de « dendritiques », conduisant à la mise en court-circuit de l'accumulateur.

Ce problème est aujourd'hui totalement résolu par une nouvelle technologie développée en France entre 1998 et 2005.

[modifier] Caractéristiques générales

Excellente aptitude au cyclage, y compris en cyclages profonds
Grande durée de vie en stockage
Haute énergie spécifique
Fortes puissances délivrées
Aptitude aux régimes élevés de charge et décharge
Fonctionnement sans maintenance
Large gamme de températures de fonctionnement (de -20°C à +60°C)
Résistance interne très faible
Grande robustesse du système (y compris en surcharge ou surdécharge)
Grande sécurité de fonctionnement dans toutes les conditions d'emploi
Pas de métaux lourds, pas de composés instables
Recyclage aisé, économique et complet en fin de vie
Coût modéré : le plus faible de tous des accumulateurs à l'exception de l'accumulateur au plomb

Inconvénients : En technologies anciennes :

lourd et volumineux
fort taux d'autodécharge

Ces problèmes sont aujourd'hui résolus :

65 à 80 Wh/kg et 120 à 140 Wh/dm3
autodécharge limitée

[modifier] Caractéristiques techniques

Tension nominale : 1,65 Volt.

Fonctionnement sans maintenance.

Durée de vie en cyclage :

> 1000 cycles au régime de C/5 (charge et décharge), avec 100% de profondeur de décharge
> 1000 cycles au régime de C/3 (charge et décharge), avec 80% de profondeur de décharge

Energie spécifique : jusqu'à 80 Wh/kg et 140 Wh/dm3

Puissance :

> 700 W/kg en versions prismatiques d'énergie (types 30 à 50 Ah)
> 1000 W/kg en versions prismatiques de puissance (types 6 à 9 Ah)

Fonctionnement possible en cyclage pulsé.

Fonctionnement possible en floating.

[modifier] Domaines d'application

Applications industrielles :

sécurité et stockage (applications stationnaires)
traction de véhicules électriques spéciaux et professionnels, et de véhicules électriques légers
équipement de véhicules hybrides particuliers, utilitaires et militaires
accompagnement-stockage des énergies renouvelables décentralisées

Applications portables de puissance :