II-6.2-a.1) La batterie au plomb acide - Equations de
réaction.
La batterie au plomb acide fut mise sur pied par
Planté en 1859. Pendant la décharge, il
y a oxydation à la plaque négative ou perte d'électrons et
réduction à la plaque positive ou gain d'électrons.
L'électrolyte dans la batterie facilite le déplacement des
charges électrochimiques sous forme d'ions. Le bioxyde de plomb (PbO2)
de la plaque positive et le plomb spongieux constituant la plaque
négative se transforment graduellement en sulfate de plomb (PbSO4).
Lorsque les plaques deviennent à peu près identiques, la tension
entre elles devient nulle et le courant cesse. Le processus inverse se produit
quand la batterie se recharge : le sulfate de plomb se dissout par le passage
du courant et les plaques reprennent leur état initial. Les
réactions chimiques suivantes décrivent le fonctionnement d'une
batterie au plomb acide : [19]
Electrode Acide Electrode Charge Electrode Eau Electrode
Positive Négative Décharge Positive
Négative
PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4
A l'électrode négative: Charge
Pb + SO4- - PbSO4 + 2e-
Décharge
A l'électrode positive: Charge
PbO2 + SO4- - + 4H+ + 2e- PbSO4 + 2H2O
Décharge
II-6.2-a.2) Utilisation d'une batterie solaire au plomb.
[12]
Les conditions typiques d'utilisation d'une batterie au plomb
solaire sont différentes de celles d'une batterie au plomb de
démarrage classique :
1- La batterie à décharge profonde ou solaire
oscille lentement entre des niveaux de pleine charge et de décharge
maximale admissible tandis que la batterie de démarrage est
rechargée immédiatement après utilisation.
2- Les plaques (électrodes) de la batterie solaire
sont plus épaisses que celles de la batterie de démarrage, et
sont fabriquées dans un alliage plus dense et plus
élaboré. Leurs surfaces sont aussi plus réduites, elles ne
peuvent donc pas produire de forts courants instantanément.
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Plaque mince :
démarrage
|
Plaque épaisse :
semi stationnaire
|
Plaque tubulaire :
stationnaire
|
Figure 2.21: Type de plaques des
batteries au plomb. [19]
3- En outre, les batteries de
démarrage contiennent des catalyseurs destinés à
accélérer les réactions. Mais ces catalyseurs
accélèrent la sulfatation. La figure 2.22 présente le
cyclage des batteries en fonction de la décharge.
Figure 2.22 : Nombre de cycles et
limite de décharge de batterie. [12]
II-6.2-a.3) Les types de batteries au plomb. [12]
Tableau 2.6 : Type de batteries de la
technologie plomb et différents usages. [12]
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Technologie : Plomb
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Utilisation
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Types de
plaques
|
Types
d'jleI\roly\e
|
Décharge
lente
|
Démarrage
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Décharge
profonde
(50%)
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Décharge
profonde
(80%)
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Décharge
complète
(100%)
|
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Plaques
minces
|
liquide
|
- - -
|
+ + +
|
- - -
|
- - -
|
- - -
|
|
Plaques
épaisses
|
liquide
|
+ +
|
+ -
|
350 cycles
|
150 cycles
|
- - -
|
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Plaques
épaisses
|
AGM
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+++
|
++
|
450 cycles
|
275 cycles
|
200
|
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Plaques
épaisses
|
Gel
|
+ + +
|
+
|
650 cycles
|
420 cycles
|
350
|
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N.B : La décharge
complète (100%) est à éviter. Les cas positif
|
s apparaissant dans ce tableau signifient qu'en cas de
80%
est tolérée sans détérioration de la batterie mais
le
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décharge totale de la batterie celle-ci est
récupérable. La décharge à nombre de cycles s'en
trouve réduit.
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- Les batteries au plomb antimoine à
concentration élevée ; sont celles qu'on utilise
dans les automobiles.
- Les batteries au plomb antimoine à
concentration faible ; la présence d'antimoine favorise la
production de gaz (le gassing) à la fin de la charge.
- Les batteries au plomb calcium durent
moins longtemps que les batteries à faible teneur d'antimoine. Elles
nécessitent peu d'entretien.
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