Résumé
La mesure de l’impédance s’appliquait, historiquement, à l’étude de la corrosion des métaux, mais un nombre croissant de travaux rend compte de son utilisation, de plus en plus fréquente, dans le cas des batteries, afin d’étudier les performances des électrodes avant, pendant et après les charges/décharges (études de comportement, de défaillance ou de vieillissement).
En fait, l’impédance rend compte de la difficulté du courant à traverser un composant électrique, quel qu’il soit. C’est la généralisation du concept de résistance (qui reste limité au seul cas du conducteur ohmique parfait) à l’ensemble des composants électriques. En effet, beaucoup de ces derniers (bobines, condensateurs…) montrent des comportements plus complexes sous l’effet du passage d’un courant.
Dans la plupart des cas, les batteries peuvent être décrites comme une juxtaposition de ces différents composants électriques. Notamment, l’électrolyte peut être modélisé par une simple résistance, dans la mesure où il se comporte essentiellement comme un conducteur ohmique. La cinétique des réactions d’oxydo-réduction, lors de l’application d’un potentiel aux électrodes, est assez bien décrite par une résistance au transfert de charge (Rtc). À l’interface électrode/électrolyte, une double couche existe. Elle est formée suite à l’apparition d’un front d’ions provenant de la solution électrolytique à la surface de l’électrode. Ce plan d’ions et le plan de l’électrode constituent les armatures d’un pseudo-condensateur (Cdc), d’épaisseur très mince. La valeur de ces deux derniers paramètres dépend de beaucoup de variables comme la température, la concentration des ions en solution, la rugosité, mais également l’adsorption d’espèces ou la formation d’un film à la surface de l’électrode. En effet, les interfaces électrode/électrolyte peuvent évoluer au cours du temps et/ou du fonctionnement. Le suivi de l’impédance permet donc de modéliser au mieux les batteries (par des circuits RLC plus ou moins complexes), d’en comprendre les mécanismes intimes et ainsi de proposer des solutions pour en optimiser les performances, en fonction des contraintes d’utilisation.
