Résumé
Associée à la demande constante de durabilité accrue, de sécurité et de réduction du coût de la batterie, une question légitime refait surface : les systèmes aqueux pourraient-ils être la solution de remplacement, d’ici 2022, compte tenu du coût prévu de 100 € par kWh d’énergie stocké pour le Li-ion ? C’est ce à quoi ce cours tentera de répondre. Il commencera par une revue rapide des batteries aqueuses classiques (Pb-acide, Ni-Cd, Ni-MeH voire Li(Na)-ion aqueux, avant de se focaliser sur la technologie Zn-MnO2. L’historique de l’électrode de Zn qui va de la pile Volta à la pile Zn-MnO2 saline de Leclanché, puis alcaline sera retracé de façon à mettre en perspective les recherches actuelles. Les batteries rechargeables Zn-MnO2, déjà mises sur le marché par la compagnie RAYOVAC en 1986, ressuscitent un engouement considérable avec de nombreux papiers dans des journaux de haut impact. Qu’en est-il réellement ? Où se situe la nouveauté ? La problématique de cette technologie réside dans la maîtrise de l’électrode de Zn, puisque quel que soit le pH, Zn réduit l’eau → H2 (gaz). Ce qui fait que nous sommes dans une situation où il faut éviter la passivation et limiter la dissolution. Initialement, les faibles pH ont été favorisés (piles Lechanché-piles salines), avec cependant des problèmes de forte autodécharge, de puissance limitée et de performances médiocres à basse température. Pour contourner ces difficultés, les chercheurs ont eu recours à l’utilisation de pH basiques (pile alcaline que nous utilisons aujourd’hui), dont certaines tentatives de conversion en batterie rechargeable (RAYOVAC) ne furent guère un succès, en raison d’une tenue en cyclage limitée (< 20).
