Comment un potentiostat peut-il être utilisé pour étudier les performances et la dégradation des piles ?
Les batteries sont des systèmes qui stockent l'énergie électrique sous forme d'énergie chimique. Une batterie chargée comporte deux parties ayant des potentiels différents, qui peuvent être utilisés pour appliquer ce potentiel à d'autres appareils. Un courant circule et l'appareil connecté est alimenté.
Les mesures électrochimiques permettent de caractériser les batteries, par exemple la fréquence à laquelle elles peuvent être chargées et déchargées, la quantité de charge stockée dans la batterie ou l'évolution de la batterie dans le temps.
Il existe de nombreuses méthodes pour caractériser les batteries. Le choix de la méthode dépend généralement du paramètre à observer. Les techniques les plus courantes sont la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) et les courbes de charge-décharge.
Courbes de charge-décharge
Les courbes de charge-décharge, dans leur forme la plus élémentaire, sont constituées de deux étapes de courant constant qui se répètent. Dans la première étape, un courant est appliqué pour charger la batterie jusqu'à ce qu'un potentiel déterminé soit atteint. Ensuite, le sens du courant est inversé pour décharger la batterie jusqu'à ce qu'un certain potentiel soit atteint. La manière d'effectuer les cycles de charge-décharge est décrite dans l'un de nos tutoriels vidéo.
Les chercheurs spécialisés dans les batteries étudient, par exemple, la quantité de charge stockée et extraite de la batterie à chaque cycle afin de prévoir la durée de vie de la batterie. Le rapport entre la charge injectée et la charge extraite est observé pour estimer l'efficacité.
Spectroscopie d'impédance électrochimique
L'SIE peut extraire la contribution des différents composants à l'impédance globale de votre batterie. Par conséquent, de nombreux changements à l'intérieur de la batterie peuvent être surveillés sans ouvrir la batterie. Par exemple, la formation de l'interface solide-électrolyte (SEI) peut être observée. Pour plus de détails sur le SIE, nous vous recommandons l'article de notre base de connaissances.