entretien des batteries à electrolyte liquide
SCIENCES ET TECHNIQUES
+ DE 2 ANS
Le 03/07/2005 à 06h06
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Question d'origine :
Quel est le principe de fonctionnement des batteries au plomb à electrolyte liquide(acide sulfirique)
Comment verifier ,entretenir et tester une batterie ?
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 07/07/2005 à 06h16
La batterie au plomb est la plus ancienne des batteries. C'est en 1859 que le physicien Français Gaston Planté (1834-1889) construisit son premier accumulateur composé de deux feuilles de plomb immergées dans une solution aqueuse à 10% d'acide sulfurique. Du fait de sa constitution physique et mécanique, cette batterie resta sans application durant pratiquement vingt ans et ce n'est qu'en 1881 qu'un certain Henry Tudor développa une batterie formée d'une plaque négative en plomb spongieux et d'une plaque positive en oxyde de plomb. C'est ce type d'accumulateur dit « au plomb ouvert » qui équipe encore actuellement beaucoup de véhicules utilisant un démarreur électrique...
(extrait de présentation des batteries au plomb).
La batterie d'accumulateurs est un accumulateur chimique d'énergie électrique destiné à fournir, suivant le besoin, du courant sous une tension constante. La batterie doit remplir un double rôle, à savoir d'une part être en mesure de fournir rapidement (et surtout à basse température) des courants de forte intensité pour le démarrage à froid, et d'autre part alimenter en énergie électrique d'autres appareils importants du circuit de bord pendant une période limitée, surtout lorsque le moteur tourne au ralenti ou est arrêté. Le système de batterie le plus couramment utilisé est celui de l'accumulateur au plomb et à l'acide sulfurique.
Les générateurs chimiques sont tous basés sur le même principe : deux métaux de nature différente (les électrodes), plongés dans un mélange d'eau et d'acide (l'électrolyte) sont susceptibles de créer un courant électrique par réaction chimique entre les métaux et l'électrolyte (l'électrolyse ou oxydoréduction). La batterie d'accumulateur fonctionne sur ce principe.
Concernant spécifiquement l'accumulateur au plomb, son fonctionnement repose sur la réaction chimique suivante :
PbO2 + 2H2SO4 + PbSO4 + 2H2O + PbSO4
Les électrodes de l'accumulateur au plomb sont généralement en peroxyde de plomb (PbO2) pour l'anode, et en plomb pour la cathode, tandis que l'électrolyte est aqueux, sous forme d'acide sulfurique (H2SO4).
Lors d'une décharge dans un circuit, le courant est créé par les échanges chimiques entre l'électrolyte et les électrodes.
Le niveau d'électrolyte des batteries à faible entretien doit-être vérifié une fois par an ou tous les 25 000 km. Si nécessaire, il faut ajouter de l'eau distillée (c'est à dire sans minéraux, ni éléments colloïdaux) jusqu'au repère de niveau indiqué de la batterie. Pour éviter une auto décharge trop importante, la batterie doit rester propre et sèche. Avant le début de la saison froide, il est conseillé de contrôler la tension de charge en mesurant la masse volumique de l'électrolyte ou, si c'est impossible, la tension au repos. Si la masse volumique de l'électrolyte est inférieure à 1,20 g/ml ou si la tension au repos est inférieure à 12,2 volt, la batterie doit-être rechargée.
Les bornes, les cosses et les éléments de fixation doivent être enduits de graisse anti-acide.
(extrait de Moto technologie : électricité, électronique et carburation.)
La batterie « sans entretien » s'est imposée, ces vingt dernières années, sur le marché des SLI batteries. Cette dénomination signifie qu'il n'y a pas lieu d'ajouter de l'eau durant la vie de la batterie. Il importe, pour en arriver là, de réduire l'électrolyse de cette dernière et la formation de gaz qui en résulte. Cet objectif est atteint en remplaçant l'antimoine de l'alliage de grille par du calcium et en réglant soigneusement le dispositif de charge à bord du véhicule, la tension en fin de charge étant limitée à 2,4 V par élément (valeur indicative). Mais les performances en cyclage des alliages Pb-Ca sont inférieures à celles des alliages Pb-Sb. Pour s'affranchir de cet inconvénient, des alliages ternaires Pb-Ca-Sn ont été mis au point, pour lesquels, selon les applications visées et la polarité de l'électrode, les proportions respectives de Ca et Sn sont comprises entre 0,05 à 0,1 % et 1 à 2 %. Au-delà des batteries sans entretien, les batteries à recombinaison de gaz (§ 5.3. ) concrétisent une avancée significative dans le domaine des SLI batteries.
(extrait des Techniques de l'Ingénieur, article intitulé : accumulateurs au plomb par Jack Robert et Jean Alzieu.)
Et pour approfondir, vous pouvez consulter :
la batterie mille-feuilles, extrait de la revue Science & Vie n° 879 :
Rien n'a encore remplacé l'accumulateur inventé par Gaston Planté en 1859. En particulier, c'est toujours la vieille batterie au plomb, fonctionnant selon le même principe, qui est en service dans nos voitures. Mais des systèmes plus compacts et plus performants commencent à voir le jour grâce à la chimie d'intercalation…
par Gérard CHEVALIER
Le monde des batteries : batteries au plomb, choisir la bonne technolgie, extrait du document Energies renouvelables, n°3/2004 :
Dans les systèmes photovoltaïques autonomes, le stockage d'énergie représente environ 13 à 15% des investissements initiaux, mais sur une durée d'exploitation de vingt ans, ce coût peut dépasser 50% des frais totaux; il est donc primordial d'essayer de réduire cette valeur en augmentant la durée de vie de ce composant…
Texte et photo: Michel Villoz
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