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Accueil du site > Departement Métallurgie Matériaux Inorganiques > Equipes de recherche > Chimie Métallurgique des Terres Rares (CMTR) > Thèmes de recherche > Stockage et Conversion Electrochimique > Batteries Ni-MH

Batteries Ni-MH

(Contact : F. Cuevas)
(Contact : M. Latroche)
 

  Dans le cas des accumulateurs alcalins, le remplacement de l’électrode négative en cadmium (peu écologique et de disponibilité limitée) des éléments Ni-Cd par des hydrures métalliques réversibles a été un grand progrès du point de vue environnemental et énergétique. Dans ce type d’accumulateurs Ni-MH à électrolyte aqueux, l’élément chimique échangé dans l’électrode négative est l’hydrogène qui est absorbé (charge) et désorbé (décharge) par un alliage (M). Cet alliage est le plus souvent un composé intermétallique dérivé du LaNi5. L’accroissement de l’autonomie des batteries Ni-MH peut être obtenu en développant de nouveaux alliages hydrurables de plus forte capacité massique. 

 

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Schéma d’un accumulateur Ni-MH pendant la charge électrochimique

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nos travaux actuels sur les matériaux d’électrode négative d’accumulateurs Ni-MH se portent sur trois familles de composés intermétalliques :

- Composés de type AB dérivés du TiNi    

- Composés de type A-A’ à base de Mg (Mg-Sc, Mg-Ti et Mg-V)    
- Composés de type (La,Mg)Nix (3 < x <3.5)    

Tous ces composés partagent la particularité de remplacer la terre rare A des composés intermétalliques type AB5 (dérivés du LaNi5) par des éléments plus légers :    

Composés de type AB dérivés du TiNi

Le composé intermétallique TiNi, très connu pour ces propriétés d’alliage à mémoire de forme AMF, absorbe l’hydrogène dans des conditions normales de pression et température pour former l’hydrure TiNiH1.4. Ce composé présente activité électrochimique, avec une capacité spécifique modérée ( 150 mAh/g à C/10) et une bonne tenue en cyclage. Toutefois, les propriétés d’alliage AMF et d’hydrogénation sont très sensibles aux effets de substitution chimique sur les sous-réseaux de Ti et/ou de Ni. Les effets de (...)

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Composés de type A-A’ à base de Mg (Mg-Sc, Mg-Ti et Mg-V)

Pour augmenter encore les gains en énergie, il faut se tourner vers des matériaux de stockage d’hydrogène plus légers. Dans ce contexte, les composés à base de Mg offrent d’intéressantes possibilités. Ainsi, certains composés Mg-T (T : métal 3d ; Sc, Ti, V, etc.) adoptent une structure cubique de type fluorite. Il a été montré sur des films minces ou des matériaux en poudre nanostructurés que ce type de composé présentait des capacités électrochimiques de 1500 mAh/g. De plus, la structure fluorite permet la (...)

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Composés de type (La,Mg)Nix (3 < x <3.5)

Les composés ABx (x entre 3 et 3.5) sont formés par des inter-croissances de composés AB2 et AB5. Ils présentent des capacités spécifiques pouvant atteindre 400 mAh/g, supérieures aux alliages conventionnels de type AB5 limités à 300 mAh/g. Le groupe A des alliages ABx est constitué de lanthane partiellement substitué par du magnésium et le groupe B par du Ni partiellement substitué par d’autres éléments de transition (ou Al). L’objectif des recherches est aujourd’hui l’étude des caractéristiques (...)

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