FR2786029A1 - Batterie electrique a electrolyte non aqueux - Google Patents
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Abstract
Dans une batterie électrique à électrolyte non aqueux comportant deux plaques (1), d'électrode positive, une plaque (2) d'électrode négative, des séparateurs (3), un boîtier de batterie (4) et des bornes négative (5) et positive (6), la matière active positive contient de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium. Elle peut contenir en outre de l'oxyhydroxyde de cobalt.
Description
La présente invention concerne une batterie électrique à électrolyte
non aqueux.
Ces dernières années, suite au développement des appareils électro-
niques portatifs, une demande est apparue pour des batteries électriques de hautes performances. Une batterie à ions de lithium, dans laquelle un matériau à base de carbone est utilisé dans une électrode négative et un colbatate de lithium sous forme d'oxyde composite lamellaire est utilisé dans une électrode positive, a été amenée en usage pratique comme batterie à électrolyte non aqueux possédant une tension de fonctionnement élevée et une densité énergétique élevée. Toutefois, puisque les ressources naturelles en colbatate de lithium sont médiocres et que celui-ci est donc coûteux, il a été proposé de le remplacer par un oxyde composite de manganèse contenant du lithium ou par du nickelate de lithium. Cet oxyde
composite est une matière active pour ce que l'on appelle la batterie d'accumula-
teurs au lithium de 4 V, qui fonctionne à environ 4 V en moyenne.
D'autre part, puisque le développement de circuits intégrés fonction-
nant à une tension assez faible, ne dépassant pas 3 V, est en cours, ou bien si l'on
considère le point de vue de la sécurité des batteries, on s'attend à une augmenta-
tion de la demande dans le domaine des batteries d'accumulateurs à électrolyte non
aqueux de 3 V. Toutefois, comme matériau actif positif pour une batterie d'accu-
mulateurs à électrolyte non aqueux de 3 V, on ne connaît, de façon générale, que LiMnO2 et V205. Même ces substances sont très peu avantageuses en ce qui concerne la capacité de décharge ou la durée de vie en nombre de cycles d'utilisation possible et elles ne trouvent d'applications, extrêmement limitées, que
dans les mémoires de sauvegarde.
Il a aussi été récemment rapporté que l'oxyhydroxyde de nickel
pouvait être utilisé comme matière active positive pour des batteries d'accumula-
teurs à électrolyte non aqueux de 3 V (Session n0 3A06 de la 64me Conférence de la Société Electrochimique japonaise). Selon ce rapport, l'oxyhydroxyde de nickel, alors qu'il a une capacité de décharge théorique d'environ de 290 mAh/g, présente une capacité de décharge initiale atteignant 285 mAh/g, ce qui correspond à un pourcentage d'utilisation qui n'est pas inférieur à 95 %. Par conséquent, on peut dire que l'oxyhydroxyde de nickel suffit pour les usages demandant une batterie à densité d'énergie élevée, comme l'alimentation électrique des ordinateurs
personnels du type agenda électronique.
Toutefois, l'oxyhydroxyde de nickel est désavantageux en ce qu'il ne
possède pas une durée de vie satisfaisante du point de vue du nombre de cycles.
L'amélioration de la durée de vie en nombre de cycles est la principale tâche à accomplir pour permettre une utilisation pratique. La résolution de ce problème
est donc particulièrement souhaitée.
Comme ci-dessus mentionné, on peut attendre de l'oxyhydroxyde de nickel qu'il soit un candidat efficace au rôle de matière active positive pour les batteries d'accumulateurs à électrolyte non aqueux de 3 V. L'oxyhydroxyde de nickel présente un niveau très élevé de capacité de décharge initiale, mais n'est pas avantageux en ce qu'il n'offre pas une durée de vie satisfaisante en nombre de cycles. C'est un but de l'invention de produire une batterie d'accumulateurs à électrolyte non aqueux dans laquelle la durée de vie en nombre de cycles est
améliorée, de sorte qu'on peut utiliser en pratique l'oxyhydroxyde de nickel.
Une batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention comprend une
matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium.
Dans la batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention, la matière active positive peut contenir en outre de l'oxyhydroxyde de cobalt. De plus, la batterie à électrolyse non aqueux selon l'invention peut comprendre un électrolyte qui contient un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant une paire d'électrons non impliqués dans une liaison, ce qu'on appellera un doublet électronique, comme élément constitutif de l'hétérocycle. Le composé hétérocyclique peut être au moins un élément choisi dans le groupe comprenant: pyridine, pyrazine, pyridazine, pyrimnidine, 1,3,5-triazine, 1,2,4,5-tétrazine, indolizine, quinoléine, isoquinoléine, cinnoline, 4H-quinolizine, quinazoline, quinoxaline, phtalazine, 1,8-naphtyridine, ptéridine, acridine, phénazine, phénanthridine, 1,10-phénanthroline, benzo[c]cinnoline, 2,2'-pipéridyle, benzo[g]quinoléine, benzo[g]isoquinoléine, benzo[h]quinoléine, et benzo[f]quinoléine.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente le diagramme de diffraction par les rayons X sous forme de poudre (raie Ka du cuivre, qu'on notera CuKca) d'une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, utilisée dans la batterie A selon l'invention sous diverses conditions de décharge pendant la décharge du premier cycle; la figure 2 représente le diagramme de diffraction par les rayons X sous forme de poudre (CuKa) d'une matière active positive contenant de
l'hydroxyde de nickel, utilisée dans une batterie classique H sous diverses condi-
tions de décharge pendant la décharge du premier cycle; la figure 3 représente le diagramme de diffraction par les rayons X
sous forme de poudre (CuKct) d'une matière active positive contenant de l'oxy-
hydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt, utilisée dans la batterie D selon l'invention sous diverses conditions de décharge pendant la décharge du premier cycle; et la figure 4 est une représentation simplifiée d'une batterie à électrolyte
non aqueux produite dans des exemples selon l'invention.
Dans une batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention, la matière active positive contient de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium au contraire d'une batterie à électrolyte non aqueux classique, dans laquelle la matière active positive contient simplement de l'oxyhydroxyde de nickel. Ainsi, on peut produire une batterie à électrolyte non aqueux possédant des propriétés plus avantageuses en ce qui concerne le cycle charge-décharge. On note que, dans l'invention, on incorpore l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium dans la matière active positive par simple mélange dans celle-ci de poudre d'oxyhydroxyde de nickel et de poudre d'oxyhydroxyde d'aluminium. Selon une variante, on transforme un composé contenant l'élément nickel et l'élément aluminium, comme par exemple un alliage nickel-aluminium et un composé de co-précipitation de nickel-aluminium en un composé d'oxyhydroxyde de ceux-ci, après quoi on ajoute ce dernier à la matière
active positive.
Selon un autre mode de réalisation, dans la batterie à électrolyte non
aqueux selon l'invention, la matière active positive peut contenir en outre de l'oxy-
hydroxyde de cobalt afin de maintenir des propriétés satisfaisantes pour le cycle, même après une décharge profonde. De même, dans ce mode de réalisation, on incorpore l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt dans la matière active positive de façon analogue à ce qui a été décrit dans le mode de réalisation ci-dessus. La teneur en aluminium et en cobalt de la matière active positive est de préférence telle que le rapport molaire (Al + Co)/(Ni + Al + Co) ne dépasse pas %. Il en est ainsi car, si la teneur en aluminium ou en cobalt dépasse 30 %, en
termes de rapport molaire, la baisse de la capacité de décharge s'accroît.
De la même façon, afin d'éviter que la baisse de la capacité de décharge s'accroisse, la teneur en aluminium de la matière active positive est de
préférence telle que le rapport molaire (AI)/(Ni + AI) ne dépasse pas 30 %.
Selon un autre mode de réalisation, la batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention possède un électrolyte qui contient un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant un doublet électronique, c'està-dire une paire d'électrons non impliqués dans une liaison en tant qu'élément constitutif de l'hétérocycle, afin d'améliorer la stabilité de l'oxyhydroxyde de nickel, notamment pendant la charge, et, par conséquent, d'améliorer encore ses propriétés de charge
et de décharge.
Un exemple particulièrement préféré pour le composé hétérocyclique qui peut être employé est la pyridine. Le composé hétérocyclique pouvant être employé ici est choisi de préférence dans le groupe comprenant les éléments
suivants: pyridine, pyrazine, pyridazine, pyrimidine, 1,3,5-triazine, 1, 2,4,5-
1 5 tétrazine, indolizine, quinoléine, isoquinoléine, cinnoline, 4Hquinolizine, quinazoline, quinoxaline, phtalazine, 1,8-naphtyridine, ptéridine, acridine, phénazine, phénanthridine, 1,10-phénanthroline, benzo[c]cinnoline, 2,2'-pipéridyle, benzo[g]quinoléine, benzo[g]isoquinoléine, benzo[h]quinoléine et benzo[f]quinoléine. Les exemples du solvant pouvant être employé pour l'électrolyte comprennent un mélange de carbonate d'éthylène et de carbonate de diéthyle, un solvant polaire tel que carbonate d'éthylène, carbonate de propylène, carbonate de diméthyle, carbonate de diéthyle, y- butyrolactone, sulfolane, diméthylsulfoxyde, acétonitrile, diméthylformamide, diméthylacétamide, 1,2-diméthoxyéthane, 1,2- diéthoxyéthane, tétrahydrofurane, 2-méthyltétrahydrofuranlle, dioxolane et
acétate de méthyle, ainsi que leurs mélanges.
Au titre du sel à incorporer dans l'électrolyte, on peut utiliser un sel de lithium tel que LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiCI04, LiSCN, LiI, LiCF3SO3, LiCI, LiBr et LiCF3CO2, ou leurs mélanges. On peut déterminer une concentration optimale
pour l'électrolyte en combinant de manière appropriée ces solvants et ces sels.
Au titre de l'électrolyte à utiliser ici, on peut employer une membrane électrolytique d'un composé à poids moléculaire élevé solide conducteur pour les ions de lithium. Dans ce cas, l'électrolyte à incorporer dans le composé à poids moléculaire élevé et l'électrolyte à incorporer dans les pores de la membrane électrolytique du composé à poids moléculaire élevé solide peuvent différer en
solution pour le sel en solution ou le sel de support.
Comme matière active négative, on peut utiliser du lithium sous forme métal, un alliage de lithium avec AI, Si, Pb, Sn, Zn, Cd, etc., un oxyde composite de métal de transition tel que LiFe2O3, un oxyde de métal de transition tel que WO2 et MoO2, un matériau à base de carbone tel que le graphite et le carbone, du nitrure de lithium tel que Li5 (Li3N), une feuille de lithium sous formnne métal, ou
leurs mélanges.
Exemples
On va maintenant décrire l'invention plus complètement dans les exemples préférés suivants, mais il faut comprendre que l'invention n'est pas
limitée à de tels exemples.
Exemple I On mélange dans une pièce sèche, pour fabriquer une pâte, une matière active positive ayant un diamètre de particules de 5 à 50 Ulm et contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en aluminium est de 5 %, calculée en tenues de rapport molaire AI/(Ni + AI), une quantité pondérale de 5 % de noir d'acétylène faisant fonction de matière électriquement conductrice, et une solution de n-méthyl-2pyrrolidone d'un poly(difluorure de vinylidène) (à raison de 9 % en poids, cette quantité étant calculée en temnues de contenu solide en poly(difluorure de vinylidène)) faisant fonction d'agent liant. On applique la pâte ainsi préparée à un réseau maillé d'aluminium faisant fonction de collecteur, puis on laisse sécher à une température de 100 C afin de préparer une plaque
d'électrode positive ayant une taille de 15 mm x 15 mimn.
Comme représenté sur la figure 4, on utilise deux feuilles formées de plaques de lithium métallique I ayant la même taille que la plaque d'électrode positive 2 pour fonner une unique feuille de plaque d'électrode positive. On utilise deux séparateurs 3, de façon que chaque séparateur 3 s'interpose entre la plaque d'électrode positive 2 et la plaque d'électrode négative 1. Comme matière active négative, on utilise du graphite. Dans l'électrode négative, on utilise un réseau émaillé de cuivre comme collecteur. Le séparateur est fait de polyoléfine. Comme électrolyte, on utilise 50 ml d'un mélange I: I (en volume) de carbonate d'éthylène et de carbonate de diéthyle contenant I M de perchlorate de lithium. On
place et on enferme de façon étanche ces éléments dans un boîtier de batterie 4.
Les plaques I d'électrode négative sont connectées à une borne négative 5 et la plaque d'électrode positive est connectée à une borne positive 6. On a ainsi
préparé une batterie A selon l'invention.
Exemple 2
On a préparé une batterie "B" selon l'invention de la même façon que pour l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en aluminium était de 15 %, calculée en termes de rapport molaire AI/(Ni + AI).
Exemple 3
On a préparé une batterie "C" selon l'invention de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en
aluminium était de 30 %, calculée en termes de rapport molaire AI/(Ni + AI).
Exemple 4
On a préparé une batterie "D" selon l'invention de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt, o la teneur en aluminium était de 5 % et la teneur en cobalt était de 5 %, ces teneurs étant respectivement calculées en termes de rapport molaire de AI/(Ni + AI + Co)
et de rapport molaire Co/(Ni + AI + Co).
Exemple 5
On a préparé une batterie "E" selon l'invention de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt, o la teneur en aluminium était de 20 % et la teneur en cobalt était de 20 %, ces teneurs étant respectivement calculées en termes de rapport molaire de AI/(Ni + AI + Co)
et de rapport molaire de Co/(Ni + AI + Co).
Exemple 6
On a préparé une batterie "F" selon l'invention de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en aluminium était de 5 %, calculée en termes de rapport molaire Al/(Ni + AI), et que l'électrolyte contenait une pyridine incorporée à celui-ci dans une quantité de 0,4
% en volume.
Exemple 7
On a préparé une batterie "G" selon l'invention de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en aluminium était de 5 %, calculée en termes de rapport molaire Al/(Ni + AI), et qu'on a utilisé, comme électrolyte, 100ml de quinoléine contenant 1 M de
perchlorate de lithium.
Exemple classique I On a préparé une batterie classique "H" de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive
contenant seulement de l'oxyhydroxyde de nickel.
Exemple classique 2 On a préparé une batterie classique "I" de la même manière que dans l'exemple 1, à l'exception du fait qu'on a utilisé une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et de cobalt, o la teneur en cobalt était de %, calculée en termes de rapport molaire Co/(Ni + Co). Essai d'évaluation des batteries On a déchargé chacune des batteries ainsi obtenues jusqu'à une tension
respective de 3,0 V, 2,5 V, 2,0 V et 1,5 V à un courant constant, avec une tempé-
rature de 25 C et une densité de courant de 0,5 mA/cm2, puis on les a chargées jusqu'à 4,2 V à courant constant avec une densité de courant de 0,5 mA/cm2, puis
à une tension constante pendant 5 h. On a effectué 10 fois au total ce cycle charge-
décharge.
Tableau
Batterie n A B C D E F G H I Tension de fin de décharge 3,0 V Capacité de décharge au 1er cycle (mAh/g) 84 72 63 79 59 81 80 102 92 Capacité de décharge au l10è' cycle (mAh/g) 78 62 57 67 52 75 75 71 69 Capacité conservée au 1 i'me cycle (%) 92,9 86,1 90, 5 84,8 88,1 92,6 93,8 69,6 75,0 2,5 V Capacité de décharge au 1 er cycle (mAh/g) 166 153 141 157 133 160 157 184 177 Capacité de décharge au 10èe cycle (mAh/g) 142 131 126 142 I 146 145 97 91 Capacité conservée au I 0'" cycle (%) 85,5 85,6 89,4 90,4 83,5 91,3 92,4 52,7 51,4 2,0 V Capacité de décharge au 1er cycle (mAh/g) 208 182 185 191 157 202 194 232 219 0o Capacité de décharge au lOèm cycle (mAh/g) 167 152 138 168 126 186 187 82 81 Capacité conservée au lO'ième cycle (%) 80,3 83,5 83,6 88,0 80,3 92,1 96,4 35,3 37,0 1,5 V Capacité de décharge au ler cycle (mAh/g) 221 195 177 218 161 211 205 245 230 Capacité de décharge au lOèe cycle (mAh/g) 177 162 162 163 128 164 194 88 83 Capacité conservée au 10 iè' cycle (%) 80,1 83,1 91,5 83,9 79,5 87,2 94,6 35,9 36,1 o, (CD Le tableau montre la capacité de décharge des diverses substances au 1er cycle et au 10ème cycle ainsi que le pourcentage de capacité concerné par rapport à la capacité de décharge initiale après le 10ème cycle. Les batteries classiques H et I présentent une capacité de décharge initiale supérieure à celle des autres batteries selon l'invention. Toutefois, après 10 cycles, les batteries A, B, C, D, E, F et G selon l'invention présentent un pourcentage supérieur de conservation de capacité et, par conséquent, une plus grande capacité de décharge que les batteries classiques H et I. On peut supposer que ceci est dû au fait que l'utilisation de la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium ou de la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt offre la possibilité de bloquer la modification structurelle de
l'oxyhydroxyde de nickel pendant le processus charge-décharge.
La figure 1 montre le diagramme de diffraction par les rayons X sous
forme de poudre (CuKa) d'une matière active positive contenant de l'oxy-
hydroxyde de nickel et d'aluminium, o la teneur en aluminium est de 5 %, calculée en termes de rapport molaire AI/(Ni + Al), comme utilisé dans la batterie A selon l'invention sous diverses conditions de décharge pendant la décharge du premier cycle. La figure 2 montre le diagramme de diffraction par les rayons X sous forme de poudre (CuKcx) d'une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, comme utilisé dans la batterie classique H sous diverses
conditions de décharge pendant la décharge du premier cycle.
La comparaison des deux échantillons montre que la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium révèle peu ou pas de changement dans son diagramme de diffraction par les rayons X lorsque la profondeur de décharge varie, tandis que le simple oxyhydroxyde de nickel révèle quelques variations du diagramme de diffraction par les rayons X et, par conséquent, dans sa structure, lorsque la profondeur de décharge varie. Ceci démontre également que la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium est moins susceptible de connaître des changements structurels pendant le processus de charge-décharge que le simple oxyhydroxyde
de nickel.
La figure 3 montre le diagramme de diffraction par les rayons X sous
forme de poudre (CuKax) d'une matière active positive contenant de l'oxy-
hydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt, o la teneur en aluminium est de % et la teneur en cobalt est de 5 %, les teneurs étant respectivement calculées en termes de rapport molaire AI/(Ni + AI + Co) et de rapport molaire Co/(Ni + AI + Co), comme utilisé dans la batterie D selon l'invention sous diverses conditions de décharge pendant la décharge du premier cycle. On peut voir sur la figure 3 que ce composé révèle peu ou pas de changement de son diagramme de diffraction par les rayons X lorsque la profondeur de décharge varie, comme sur la figure 1. Il est donc montré de façon claire que la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt est, elle aussi, non susceptible de connaître des changements structurels pendant le processus de charge-décharge. Puisque les propriétés du cycle charge-décharge de la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et de cobalt, comme dans la batterie I, ne sont pas si différentes de celles de la matière active positive contenant seulement de l'oxyhydroxyde de nickel, comme dans la batterie H. on peut dire que cet effet d'inhibition des variations structurelles peut être attribué à l'aluminium en particulier. Par conséquent, la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium, ainsi que des composés étrangers autres que l'oxyhydroxyde de cobalt peut également exercer un effet d'amélioration sur
les propriétés du cycle charge-décharge.
La raison pour laquelle on préfère la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt à une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, de l'oxyhydroxyde d'aluminium et des composés étrangers est qu'une matière active contenant du cobalt est, pour l'essentiel, avantageuse en ce qu'elle subit une réaction électrochimique uniforme et que la matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt présente peu ou pas de changement de sa structure cristalline en fonction du cycle charge-décharge et révèle donc d'excellentes
propriétés du cycle charge-décharge.
Comme dans les batteries F et G selon l'invention, des batteries comprenant un électrolyte qui contient un composé hétérocyclique contenant, comme élément constitutif de l'hétérocycle, de l'azote ayant un doublet électronique, présentent d'autres améliorations de la durée de vie en nombre de
cycles si l'on compare à ceux qui sont dépourvus d'un tel composé hétérocyclique.
Ceci est vraissemblablement dû au fait qu'un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant un doublet électronique comme élément constitutif de l'hétérocycle présente un certain mécanisme contribuant à la stabilisation de la structure de
l'oxyhydroxyde de nickel.
l1 Ainsi, en combinant l'utilisation de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium (oxyhydroxyde de cobalt) comme matière active positive et l'incorporation d'un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant un doublet électronique comme élément constitutif de l'hétérocycle dans un électrolyte, il devient possible d'obtenir une batterie présentant une durée de vie en nombre de
cycles qui est extrêmement satisfaisante.
La comparaison des batteries F et G selon l'invention montre que la batterie G qui comporte un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant un doublet électronique comme élément constitutif de l'hétérocycle qui y est incorporé en une plus grande quantité que dans la batterie F révèle une durée de vie en nombre de cycles plus satisfaisante que la batterie F, ce qui montre qu'une grande teneur en un tel composé hétérocyclique apparaît efficace pour des propriétés du cycle chargedécharge. Toutefois, puisque l'incorporation d'une quantité même extrêmement petite d'un tel composé hétérocyclique fournit un effet d'amélioration de la durée de vie de la batterie, ce composé hétérocyclique peut être utilisé comme additif à incorporer dans un autre mélange multiple de
solvants pour l'électrolyte.
En dehors des exemples précédents, les batteries préparées de la même manière à partir de composés choisis dans le groupe constitué par les éléments
suivants: pyridine, pyrazine, pyridazine, pyrimidine, 1,3,5-triazine, 1, 2,4,5-
tétrazine, indolizine, isoquinoléine, cinnoline, 4H-quinolizine, quinazoline, quinoxaline, phtalazine, 1,8-naphtyridine, ptéridine, acridine, phénazine, phénanthridine, 1,10-phénanthroline, benzo[c]cinnoline, 2,2'-pipéridyle, benzo[g]quinoléine, benzo[g]isoquinoléine, benzo[h]quinoléine et benzo[f]quinoléine, comme composés hétérocycliques contenant de l'azote ayant un doublet électronique comme élément constitutif de l'hétérocycle, ont révélé
d'excellentes propriétés pour le cycle charge-décharge.
La batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention comporte une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium ou une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel, d'aluminium et de cobalt, et un électrolyte qui contient un composé hétérocyclique contenant de l'azote ayant un doublet électronique comme élément constitutif de l'hétérocycle, comme par exemple une pyridine. Avec un tel agencement, la batterie à électrolyte non aqueux selon l'invention est peu susceptible de présenter une modification de
la structure cristalline de l'oxyhydroxyde de nickel pendant le processus charge-
décharge et, par conséquent, révèle d'autres améliorations en ce qui concerne la
durée de vie en nombre de cycles charge-décharge.
Ceci peut être attribué au fait que l'incorporation d'aluminium offre la possibilité d'empêcher la variation de la structure cristalline de l'oxyhydroxyde de nickel et que le composé hétérocyclique qui contient, comme élément constitutif de l'hétérocycle, de l'azote ayant un doublet électronique, présente un certain mécanisme qui contribue à la stabilisation de la structure de l'oxyhydroxyde de nickel. Comme mentionné ci-dessus, la batterie selon l'invention peut réaliser une amélioration de la durée de vie en nombre de cycles de l'oxyhydroxyde de nickel. Par conséquent, on peut produire une batterie à électrolyte non aqueux à haut niveau de performance qui possède une capacité élevée et une durée de vie prolongée.
Par conséquent, l'invention possède une valeur industrielle extrême-
ment grande.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des
batteries dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et
nullement limitatif, les diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre
de l'invention.
Claims (7)
1. Batterie électrique à électrolyte non aqueux, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière active positive contenant de l'oxyhydroxyde de nickel et d'aluminium.
2. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 1,
caractérisée en ce que ladite matière active positive contient en outre de l'oxy-
hydroxyde de cobalt.
3. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un électrolyte qui contient un composé hétérocyclique contenant, comme élément constitutif de l'hétérocycle, de
l'azote ayant une paire d'électrons non impliqués dans une liaison.
4. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 3,
caractérisée en ce que ledit composé hétérocyclique est une pyridine.
5. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit composé hétérocyclique est au moins un composé choisi dans le groupe comprenant: pyridine, pyrazine, pyridazine, pyrimidine, 1,3,5-triazine, 1,2,4,5-tétrazine, indolizine, quinoléine, isoquinoléine, cinnoline, 4H-quinolizine, quinazoline, quinoxaline, phtalazine, 1,8-naphtyridine, ptéridine, phénantridine, 1,10phénanthroline, benzo[c]cinnoline, 2,2'-pipéridyle, benzo[g]quinoléine, benzo[g]isoquinoléine, benzo[h]quinoléine et benzo[f]quinoléine.
6. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur en aluminium de la matière active positive n'est
pas supérieure à 30 %, en rapport molaire AI/(Ni + AI).
7. Batterie électrique à électrolyte non aqueux selon la revendication 2, caractérisée en ce que la teneur en aluminium et cobalt de la matière active
positive n'est pas supérieure à 30 %, en rapport molaire (A1 + Co)/(Ni + AI + Co).
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