4.5.2. Effet de la température ambiante
Le supercondensateur BCAP010 peut fonctionner dans la plage de
température de -35 °C à 65 °C. Nous avons
démontré précédemment que la capacité d'un
supercondensateur C1(u) ne
dépend que faiblement de la température
ambiante. Par conséquent, la variation de la capacité C1(u)
en fonction de la température est négligée dans la
détermination des paramètres de l'autodécharge.
L'autodécharge a été étudiée pour des
températures de -25, 0, 25, 45 et 65 °C et pour une tension de 2,5
V. La figure ci-dessous indique l'allure de la dépendance vis à
vis de la température. Nous constatons que l'autodécharge
s'accéléré fortement avec l'augmentation de la
température notamment pour les températures positives.
Fig. 4-22 : Autodécharge du supercondensateur
BCAP010
pour différentes températures
4.5.2.1. Variation des éléments du
modèle liés au courant de fuite
La figure 4-23 illustre la variation de la résistance
de fuite en fonction de la température. L'augmentation de la
température conduit à une diminution forte de la
résistance de fuite, notamment pour les températures positives.
Ceci est du à la mobilité des espèces ioniques, qui
dépend de la température du supercondensateur [138].
Fig. 4-23 : Résistance de fuite
vis-à-vis de la température
4.5.2.2. Variation des éléments du
modèle liés au processus de diffusion lors de
l'oxydoréduction
Il semble donc que l'augmentation de la température du
supercondensateur accélère fortement le processus faradique
conduisant à un excédent de la concentration ionique près
des électrodes (cf. fig. 4-22). Par conséquent,
l'autodécharge du processus lié à l'oxydoréduction
augmente beaucoup avec l'augmentation de la température ce qui engendre
une augmentation de Crp. De plus, l'augmentation de la
température prolonge la durée de cette autodécharge, ce
qui accroit la constante de temps alors que la résistance
Rrp diminue.
Sur les figures ci-dessous, nous mettons en évidence la
variation de la capacité Crp et de la
résistance Rrp en fonction de la
température.
(a)
(b)
Fig. 4-24 : Capacité C,. et
résistance R,. vis-à-vis de la
température
Nous avons trouvé que la variation des
paramètres du modèle de l'autodécharge en fonction de la
température peut être représentée par la loi de
l'équation 3-40. Cette représentation donne de meilleurs
résultats que ceux obtenus avec d'autres lois.
2
R ( ) ( ) . .
( )
è = R è 1 .
è
0 1
a + +
è b c
f f 1
( )
è
Crp
Crp
( )
è
Rrp
R rp
4-22
2
( ) . .
( )
è 2 . è
0 2 è
a + b c
+ 2
( ) . .
è ( 2
2 . 2 )
0 2 è
a + b c
è +
Les valeurs des coefficients de cette loi sont
présentées dans le tableau ci-dessous avec leur erreur relative
moyenne.
Élément
|
a (C-2)
|
b (C-1)
|
C
|
Erreur relative moyenne %
|
Rf
|
1,81
|
-0,02
|
2,67. 10-5
|
20
|
Crp
|
2. 103
|
-2. 103
|
1.32. 106
|
19
|
Rrp
|
0,55
|
8,4. 103
|
1.8.104
|
11
|
|
Tab. 4-4 : Paramètres des lois polynomiales des
éléments du circuit équivalent de
l'autodécharge
Finalement, afin de généraliser les
résultats trouvés auparavant, nous avons effectué des
essais en fonction de différents couples (tension, température)
comme l'illustre la figure 4-25 ci-dessous. Nous observons que l'augmentation
de la température, même à faible tension,
accélère l'autodécharge.
Fig. 4-25 : Autodécharge vis-à-vis de
temps pou différentes tensions initiales et
températures
r de
Nous détaillons sur les figures 4-26 et 4-27 les
résultats présentés sur la figure 4-25. Nous trouvons que
nos résultats obtenus précédemment sont toujours valables
quelles que soient la tension et la température, même si l'effet
de la température semble un peu moins prépondérant lorsque
la tension est faible.
Fig. 4-26 : Variation de la résistance de fuite
en fonction de tension et de la température
(b)
(a)
Fig. 4-27 : Variation des éléments
C,, et Rrp en fonction de
tension et de la température
Pour conclure, des tensions et des températures
élevées accroissent largement l'autodécharge et par
conséquence, le supercondensateur perd une partie importante de son
énergie stockée par l'autodécharge. Pour maintenir
l'énergie stockée à long terme dans les
supercondensateurs, il est donc préférable que ceux-ci fonctionne
à des températures inférieures à 25 °C.
| 
