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Comment fonctionnent les batteries au plomb

Comment fonctionnent les batteries au plomb

Les batteries au plomb sont bon marché, pratiques et fonctionnent pour de nombreuses applications d'alimentation par batterie. Ils sont probablement mieux connus pour leur utilisation dans les véhicules où ils fournissent de l'énergie pour tout, du démarrage à l'électronique et bien plus encore.

La batterie plomb-acide présente de nombreux avantages pour l'automobile et de nombreuses autres utilisations: elle a une grande capacité de courant et de surtension, ce qui est idéal lorsqu'elle est utilisée pour démarrer des moteurs à combustion interne.

En tant que technologie, les batteries au plomb-acide sont une technologie bien établie et elles peuvent être facilement fabriquées avec un équipement de technologie relativement faible.

Principes de base des batteries au plomb: comment fonctionnent-elles

Lorsque vous examinez le fonctionnement d'une batterie au plomb, il est nécessaire d'examiner les composants de base. La batterie a relativement peu de composants - il y a essentiellement quatre éléments principaux:

  • Plaque positive: Celui-ci est recouvert d'une pâte de dioxyde de plomb.
  • Plaque négative: Ceci est fait de plomb éponge.
  • Séparateur: Il s'agit d'un matériau isolant entre les deux plaques, mais il permet à l'électrolyte et aux ions à l'intérieur de permettre la conduction sans que les deux plaques se touchent.
  • Électrolyte: Cela se compose d'eau et d'acide sulfurique

Ces constituants sont tous contenus dans un récipient en plastique qui agit pour maintenir l'électrolyte et la batterie ensemble.

La batterie globale sera normalement constituée de plusieurs cellules placées en série pour donner la tension requise car chaque cellule est capable de fournir un EMF de 2,1 volts.

Afin de permettre à la cellule au plomb acide basique de produire une tension, elle doit d'abord recevoir une charge. La tension appliquée pour fournir cela doit être supérieure aux 2,1 volts pour permettre au courant de circuler dans la cellule. S'il était inférieur à cela, la charge en découlerait en fait.

Une fois chargée, la cellule ou la batterie sera en mesure de fournir une charge aux circuits externes, fonctionnant souvent pendant plusieurs heures en fonction de la consommation de la cellule ou de la batterie.

Autodécharge de la batterie au plomb

La caractéristique d'autodécharge de la batterie au plomb-acide est relativement bonne. À une température ambiante de 20 ° C, le taux d'auto-décharge est d'environ 3% par mois> En théorie, une batterie au plomb peut être stockée jusqu'à 12 mois sans recharge. Cependant, à des températures plus élevées, l'auto-décharge est plus élevée. À 30 ° C, l'auto-décharge augmente et une recharge sera nécessaire après 6 mois. Laisser la batterie tomber en dessous de 60% pendant un certain temps provoque une sulfatation.

La sulfatation est un processus qui réduit la capacité des batteries au plomb-acide. Lors d'une utilisation normale, de petits cristaux de sulfate se forment, mais ceux-ci sont normaux et ne sont pas nocifs. Pendant une privation de charge prolongée, cependant, le sulfate de plomb amorphe se transforme en un cristallin stable et se dépose sur les plaques négatives. Cela conduit au développement de gros cristaux qui réduisent le matériau actif à l'intérieur de la cellule et entraînent une réduction de la capacité à l'intérieur de la cellule.

Avantages et inconvénients de la batterie au plomb

Bien que les batteries au plomb soient largement utilisées car elles présentent un certain nombre d'avantages distincts, elles présentent également plusieurs inconvénients majeurs. Tous ces éléments doivent être pris en compte au moment de décider d'utiliser ou non cette technologie.

Avantages de la batterie au plomb

  • Technologie mature
  • Relativement bon marché à fabriquer et à acheter (ils offrent le coût par unité de capacité le plus bas pour les piles rechargeables)
  • Grande capacité de courant
  • Peut être fait pour une variété d'applications
  • Tolérant aux abus
  • Tolérant à la surcharge
  • Large gamme de tailles et de spécifications disponibles
  • De nombreux producteurs dans le monde

Inconvénients de la batterie au plomb

  • Échoue après quelques années d'utilisation, durée de vie généralement de 300 à 500 cycles
  • Ne peut pas toujours être utilisé dans une variété d'orientations
  • Électrolyte corrosif (peut causer des brûlures aux personnes et de la corrosion sur les pièces métalliques)
  • Le plomb n'est pas écologique
  • L'acide doit être éliminé avec précaution
  • Ne convient pas pour une charge rapide
  • Doit être stocké à l'état chargé une fois l'électrolyte introduit
  • Efficacité de charge typique seulement environ 70%

La batterie au plomb est très bien établie. Il est utilisé depuis plus de 150 ans et est actuellement l'un des piliers de l'industrie automobile. La batterie plomb-acide a une capacité de courant élevée, un faible coût et une tolérance aux abus. Cela le rend idéal pour de nombreuses applications. Cependant, avec le passage à des sources d'énergie plus respectueuses de l'environnement, les véhicules électriques semblent maintenant être l'avenir, les fabricants et la législation indiquant l'élimination progressive du moteur à combustion interne. Pour les véhicules électriques, la technologie Lithium Ion offre de meilleures performances, ils sont plus acceptables sur le plan environnemental et ils ont les performances pour permettre aux véhicules électriques de réussir. En tant que telle, la batterie au plomb est probablement beaucoup moins utilisée.


Voir la vidéo: 25 - régénération dune batterie au plomb pour le stockage photovoltaïque - partie 1 (Décembre 2020).