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Etude et modelisation des supercondensateurs


par Yasser Diab
Damas - Doctorat 2009
  

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4.7. Effet du vieillissement sur l'autodécharge

L'autodécharge n'affecte pas seulement le rendement énergétique du supercondensateur mais est aussi liée à la durée de vie des supercondensateurs [116]. Il est probable que les supercondensateurs ayant une faible autodécharge ont aussi une durée de vie plus élevée, car une autodécharge élevée indique un niveau important d'impuretés et de réactions faradiques sur les électrodes. Avec le temps, il y a une dégradation des matériaux réduisant ainsi la capacité et augmentant la résistance de supercondensateur mplitude de l'autodécharge peut donc être

. L'a

un bon indicateur de la qualité du supercondensateur [14].

Nous avons montré précédemment l'évolution des paramètres des supercondensateurs M600, que sont la capacité et la résistance, en fonction de l'état du vieillissement. Le vieillissement considéré est obtenu en maintenant la tension aux bornes du supercondensateur à 2,7 V pendant une durée déterminée à une température de 65 °C ou de 70 ° C. Une diminution de la capacité de plus de 20% et une augmentation de 100% de la résistance sont observées. Ces variations proviennent vraisemblablement de la dégradation de l'électrolyte et d'une mauvaise accessibilité des pores par l'électrolyte.

Composant

Crp (F)

Crp / C1 (%)

Rrp (?)

Rf (?)

Composant neuf

377

11

44

714

M600 vieilli à 65 °C et 2,7 V

3 22

19

76

529

M600 vieilli à 70 °C et 2,7 V

7 29

58

136

359

 

Tab. 4-7 : Elément de l'autodécharge d s supercondensateurs M600 vieillis

e

L'autodécharge de supercondensateurs vieillis à 65 °C et 70 °C a été mesurée avant et après le vieillissement (cf. fig. 4-36-a). L'autodécharge évolue avec le vieillissement. Cette évolution dépend certainement du temps de maintien de la tension aux bornes du composant précèdent la mesure de l'autodécharge. Dans notre cas, ce temps est fixé à 1 heure (cf. § 4.2.2) ce qui engendre une amplitude sur la tension lors de l'autodécharge importante.

Une étude plus approfondie sur l'évolution de l'autodécharge lors du vieillissement serait à réaliser avec plusieurs composants et en considérant des points de mesure intermédiaires

Néanmoins, dans le cas de notre étude réalisée sur deux composants, nous observons une amplification de l'autodécharge. La capacité Crp et la résistance Rrp augmentent avec le vieillissement, tandis que la résistance de fuite Rf diminue (cf. tab. 4-7). Le vieillissement augmente l'autodécharge du processus de diffusion lié à l'oxydoréduction et prolonge sa durée (cf. fig. 4-37-b). En effet, la constante de temps ôr= Crp.Rrp augmente, ce qui conduit à l'augmentation de ses deux éléments (Crp et Rrp). L'augmentation de l'autodécharge avec le vieillissement est due à la décomposition de l'électrolyte. Cette dernière amplifie les réactions d' oxydoréduction et peut produire des groupes oxygénés de surfaces [137].

(a)

(b)

Fig. 4-36 : Autodécharge des supercondensateurs M600 vieillis par rapport à l'état initial

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