Batterie au gel | Caractéristiques, applications, avantages et inconvénients

Les Batteries Gel : Une Innovation dans la Technologie des Batteries Plomb-Acide

La batterie gel, une forme moderne de la batterie plomb-acide régulée par soupape (VRLA), se distingue par son électrolyte gélifié. Cette caractéristique réduit considérablement l’évaporation et le déversement de l’électrolyte, problèmes fréquents chez les batteries à cellules humides, tout en offrant une résistance accrue aux chocs et aux vibrations. Sur le plan chimique, elles sont presque identiques aux batteries non scellées, à l’exception du remplacement de l’antimoine dans les plaques de plomb par du calcium, permettant ainsi la recombinaison des gaz. L’acide sulfurique est mélangé avec de la silice fumée, rendant la masse résultante similaire à un gel et immobile. Contrairement aux batteries humides inondées, les batteries gel ne nécessitent pas d’être maintenues en position verticale. Pour maximiser la durée de vie d’une batterie AGM, il est essentiel de suivre les spécifications de charge du fabricant et d’utiliser un chargeur régulé en tension.

Autres Types de Batteries Plomb-Acide

Il existe deux groupes principaux de batteries plomb-acide :

1. Batterie VLA (plomb-acide ventilée) : C’est une batterie à électrolyte liquide inondé ou ventilé, où les électrodes sont immergées dans un excès d’électrolyte liquide. Ces batteries se divisent en trois groupes :
   • Traction ou cycle profond : Conçues pour fournir une décharge constante et faible sur de longues périodes, elles sont moins susceptibles de se dégrader en raison du cyclage et sont utilisées dans des applications telles que les systèmes photovoltaïques et les véhicules électriques.
   • Batterie SLI (démarrage, éclairage et allumage) : Destinées à fournir un courant maximal sur une courte période tout en maintenant la tension constante, elles ont une très faible résistance interne mais une durée de vie limitée sous des conditions de cyclage profond.
2. Batterie VRLA (plomb-acide régulée par soupape) : Dans cette catégorie, nous trouvons :
   • Batterie AGM (mat absorbant en verre) : Une variante VRLA où l’électrolyte est immobilisé dans un séparateur absorbant, offrant une densité de puissance et d’énergie accrue, ainsi qu’une durée de vie en cycle plus longue que les batteries plomb-acide classiques.
   • Batterie gel : Également une batterie VRLA, mais avec un électrolyte gélifié, réduisant l’évaporation et les déversements de l’électrolyte.

Chimie des Batteries Plomb-Acide : Fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’une batterie plomb-acide s’illustre par les processus chimiques se produisant pendant la charge et la décharge. Lors de la décharge, le plomb est oxydé avec l’électrolyte en sulfate de plomb, libérant deux électrons : Pb + SO₄^2- → PbSO₄ + 2e^–. Au niveau de la cathode, le sulfate de plomb se forme également : PbO₂ + SO₄^2- + 4H⁺ + 2e^– → PbSO₄ + 2H₂O. La densité de l’électrolyte, diminuant lors de la décharge, peut être utilisée pour déterminer l’état de charge (SoC). Pendant la charge, les processus s’inversent, convertissant le sulfate de plomb en plomb et oxyde de plomb. Une surcharge peut entraîner l’électrolyse de l’électrolyte, générant de l’oxygène et de l’hydrogène. Dans les batteries scellées, ces gaz peuvent se recombiner en eau grâce à des catalyseurs (Pd, Pt). La tension totale de la réaction redox est de E₀ = 1.68V – (-0.36V) = 2.04V.