Dans les supercondensateurs, la résistance interne est
composée de deux termes. Le premier est associé à la
conduction électronique et est donc dépendant de la
qualité électrique des électrodes. Le second,
associé à la conduction ionique, dépend de la
conductivité de l'électrolyte, ainsi que de l'aptitude des ions
à migrer plus ou moins aisément dans la porosité de
l'électrode jusqu'à la couche double. Il est par
conséquent essentiellement lié aux caractéristiques de
l'électrolyte, telles que [15,16] :
· la concentration en porteurs de charges libres (fonction
de la solubilité du sel dans le solvant et du taux de dissociation du
sel),
· la mobilité de ces porteurs (fonction de la
viscosité du solvant et de la taille effective des ions en solution),
· la solvatation des ions,
· la valence des ions.
Rappelons de plus que la densité d'énergie des
supercondensateurs dépend fortement de leur tenue en tension,
paramètre étroitement lié à la stabilité
électrochimique du solvant électrolytique. C'est le second
critère majeur, guidant le choix des électrolytes utilisés
dans la fabrication des supercondensateurs. Ainsi trouve-t-on deux types
d'électrolyte pour supercondensateurs [4] :
· les électrolytes aqueux, tels que l'acide
sulfurique ou la potasse,
· les électrolytes organiques, tel que le carbonate
de propylène et l'acétonitrile.
Les électrolytes aqueux furent historiquement les
premiers employés [15,16] pour la réalisation industrielle des
supercondensateurs, en raison de leur excellente conductivité ionique
(de l'ordre de 1 S.cm-1). Les dispositifs associés
présentent des puissances spécifiques élevées,
typiquement de quelques kW.kg-1. De plus, les ions sont de taille
relativement faible (1 à 2 nanomètres) et accèdent
facilement à la microporosité de la matière active de
l'électrode. Aussi observe-t-on des capacités plus
élevées en milieu aqueux qu'en milieu organique (pour lequel les
ions, de taille généralement plus importante, voient une surface
effective plus faible). En revanche, la tenue en tension des supercondensateurs
à électrolyte aqueux est limitée à 1,2 V, tension
d'électrolyse de l'eau. Par conséquent, l'énergie
spécifique de ces dispositifs est faible, typiquement de 1
Wh.kg-1. En outre, la nature corrosive de l'électrolyte
aqueux impose des restrictions dans le choix des matériaux
d'électrode.
L'utilisation d'électrolytes organiques a eu pour but
l'obtention de tensions de polarisation, sans effets faradiques, plus
importantes. Actuellement, la tension nominale des dispositifs à
électrolyte organique est de 2,5 V à 2,7 V. La densité
d'énergie, de l'ordre de 5 Wh.kg-1, est donc
considérablement accrue. Cependant, la conductivité ionique de
ces composés étant médiocre (elle dépasse
difficilement 0,03 S.cm-1), le gain en tension de service ne se
traduit que par une augmentation modérée de la puissance
spécifique. Plusieurs travaux, tels que ceux présentés par
G. Herlem et al [17], sont actuellement menés pour
améliorer la conductivité des électrolytes organiques.
