4.11. Conclusion
Durant des périodes longues de stockage
d'énergie, le supercondensateur en circuit ouvert se décharge
lentement en perdant une partie importante de sa capacité. Cette
décroissance dépend de la quantité et du type des
impuretés et de la propriété du séparateur.
L'étude présentée dans ce chapitre concerne la
compréhension physique et la modélisation des mécanismes
qui sont à l'origine du phénomène d'autodécharge
dans un supercondensateur chargé. Nous rencontrons dans un
supercondensateur chargé à une tension égale ou
inférieure à la tension nominale deux principaux
mécanismes. Le premier est lié au processus
d'oxydoréduction de diffusion. Le deuxième est lié au
courant de fuite.
Les phénomènes de l'autodécharge, le
courant de fuite et le processus d'oxydoréduction de diffusion, sont
représentés par différents modèles, analytique et
par circuits électriques équivalents. Ces derniers sont
basés sur la représentation des phénomènes de
l'autodécharge par des circuits électriques RC soit en
série ou en parallèle avec deux constantes de temps
différentes : la constante de temps de courant de fuite et celle du
processus d'oxydoréduction de diffusion. Un nouveau modèle
représentant l'autodécharge par un circuit RC en parallèle
avec la capacité du supercondensateur a été établi.
Ce modèle est facile à établir, il suffit de mesurer la
décroissance de la tension aux bornes du supercondensateur en circuit
ouvert. Enfin, les modèles présentés sont comparés
lors d'un essai d'autodécharge et de la charge/décharge à
courant constant.
Nous nous sommes focalisés dans ce chapitre aussi sur
l'effet de la variation des paramètres de l'autodécharge du
supercondensateur en fonction de la tension initiale et de la
température ambiante. Ces dernières ont une influence importante
sur l'autodécharge. Elles conduisent à accélérer
ses processus. Pour des tensions et des températures
élevées, les pertes de l'énergie stockée dans les
supercondensateurs augmentent fortement. Les paramètres de
l'autodécharge en fonction de la tension initiale et de la
température ont été trouvés
expérimentalement et ensuite une approximation de cette fonction par des
lois a été déterminée. Le nouveau modèle (c
f. fig. 4-12), en plus de représenter finement le
phénomène de l'autodécharge, nous donne des bases utiles
pour l'interprétation des résultats expérimentaux :
évolution des paramètres de l'autodécharge en fonction de
la tension initiale, de la température et de la technologie de
fabrication.
La durée prolongée de mesure, sept jours, nous
a permis de démontrer que la rapidité de l'autodécharge
diminue avec le temps quelque soit la tension initiale et la température
du fait du retour de supercondensateur à l'état stable du point
de vue thermodynamique. Ainsi, la résistance de fuite augmente avec le
temps. Nous l'avons déterminée pour des durées
différentes, sa valeur pour une semaine est très
supérieure à celle de 24h. De plus, grâce à cette
longue durée de mesure le phénomène de la
récupération de tension à été
observé. Ce phénomène nous démontre
l'hypothèse de la réversibilité du processus de diffusion
lié à l'oxydoréduction mais avec deux constantes de temps
différentes. Celle de la récupération de la tension aux
bornes du supercondensateur est très élevée par rapport
à celle de la décharge du supercondensateur (cf. § 4-10).
Les paramètres d'autodécharge de
supercondensateurs étudiés sont comparés. L'utilisation
d'une nouvelle technologie pour fabriquer le nouveau composant M600 a toutefois
été accompagnée d'une augmentation indésirable de
la capacité du processus d'oxydoréduction de diffusion et du
courant de fuite. Les fabricants pourraient utiliser un séparateur
épais pour améliorer la diminution de tension, mais cette
opération augmente en même temps, la résistance ESR.
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