ACCUMULATEURS NICKEL ZINC POUR APPLICATIONS STATIONNAIRES - NICKEL ZINC BATTERIES FOR STATIONARY APPLICATIONS – ANZAS

Le projet a pour objectif l'amélioration des batteries nickel-zinc (NiZn) destinées aux applications stationnaires de stockage d'énergie, Les contraintes de coût, d'environnement et de recyclage donne au système NiZn un avantage certain, dès lors que les contraintes imposées par les utilisations envisagées pour la batterie sont satisfaites (fonctionnement à température élevée, maintien de la charge en floating, cyclage...). Ce sont les applications stationnaires de secours qui sont concernées, ainsi que le stockage des énergies renouvelables. Un petit démonstrateur permettra d'étudier le couplage énergie photovoltaïque - batterie NiZn - pile à combustible à hydrogène. La batterie NiZn, objet de cette étude, a été développée par SCPS, partenaire du projet. La technologie mise en oeuvre permet de s'affranchir des problèmes de formation de dendrites et de redistribution massive de la masse active négative, qui ont fait que ce système n'a pu connaître la commercialisation d'un véritable produit industriel.L'électrode de zinc est constituée d'un collecteur en mousse de cuivre et d'une masse active dans laquelle sont incorporés une céramique conductrice et des co-additifs. Cette combinaison, en association avec des électrodes de nickel adaptées, permet d'obtenir plus de 1000 cycles au régime de C/3 avec une profondeur de décharge de 80% pour des accumulateurs de format industriel fonctionnant en mode sans maintenance. ANZAS regroupe des partenaires universitaires et industriels dont les compétences permettent de répondre à l'ensemble des problèmes posés, en permettant en particulier des tests de qualification des accumulateurs qui sont représentatifs des marchés industriels envisagés. Comme alternative au mélange de poudres actuellement utilisé, avec pour objectif d'accroître les performances de la batterie, le LGPMA mettra en oeuvre des techniques de traitement de surface permettant d'enrober l'oxyde de zinc, constituant de base des électrodes négatives, de divers matériaux (conducteurs, formant des composés insolubles avec les zincates - produits de dissolution du zinc -, polymères …) avec pour objectif de conserver la continuité électrique, l'intégrité et la porosité de l'électrode de zinc. Des analyses post mortem des électrodes de zinc menées par le LGPMA, l'étude du comportement des électrodes de nickel en présence de zincates, incluant également des analyses post mortem, effectuées par l'ICG, permettront de mieux comprendre les défaillances de fonctionnement et d'y remédier. SCPS aura en charge les tests qualificatifs des matériaux préparés, ainsi que la fabrication et les tests préalables d'accumulateurs de 30Ah qui constituent un format standard d'expérimentation. Les tests d'accumulateurs seront menés par SAFT selon des spécifications propres à diverses applications : floating, cyclo-floating, photovoltaïque. HELION étudiera le couplage batterie NiZn - pile à combustible avec pour objectif une gestion optimisée des énergies renouvelables.