Caractéristiques des Batteries Plomb-Acide
Les batteries plomb-acide sont des batteries secondaires (rechargeables) composées d’un boîtier, de deux plaques de plomb ou groupes de plaques, l’une servant d’électrode positive et l’autre d’électrode négative, et d’un remplissage de 37% d’acide sulfurique (H2SO4) comme électrolyte. Ces batteries contiennent de l’électrolyte liquide dans un contenant non scellé, nécessitant une position verticale et une ventilation adéquate pour disperser en toute sécurité le gaz hydrogène produit lors de la surcharge.
Rendement et Utilisation
Les batteries plomb-acide ont généralement un rendement coulombique de 85% et un rendement énergétique de l’ordre de 70%. Relativement lourdes pour la quantité d’énergie électrique qu’elles peuvent fournir, elles sont néanmoins prisées pour leur faible coût de fabrication et leur capacité à fournir un courant de démarrage élevé, ce qui les rend communes dans les applications où la capacité (plus de 10 Ah) est plus importante que le poids et les questions de manutention.
Inconvénients et Sensibilités
Le principal inconvénient de cette chimie de batterie est sa grande sensibilité aux cycles de décharge profonde. De plus, en raison de la haute densité du plomb, l’énergie spécifique des batteries est assez faible.
Paramètres Clés des Batteries Plomb-Acide
Pour comparer et comprendre la capacité de chaque batterie, certains paramètres sont caractéristiques de chaque type de batterie. Ces paramètres servent de référence lorsqu’une batterie spécifique est requise, étant donné les nombreuses utilisations des batteries dans divers appareils.
Tension de la Cellule
La tension des batteries électriques est créée par la différence de potentiel des matériaux composant les électrodes positives et négatives dans la réaction électrochimique. Une tension commune pour les batteries d’automobile est de 12 volts (DC), constituée de six cellules de plomb de 2V.
Tension de Coupure
La tension de coupure est la tension minimale admissible, définissant généralement l’état «vide» de la batterie. Pour les batteries plomb-acide, la tension de coupure doit être de 11,6 volts.
Capacité
La capacité coulométrique est le total des ampères-heures disponibles lors de la décharge de la batterie à un courant de décharge spécifique de 100% SOC à la tension de coupure. Une batterie automobile moyenne peut avoir une capacité d’environ 70 Ah, spécifiée à un courant de 3,5 A.
Taux de C
Le taux de C est utilisé pour exprimer la vitesse à laquelle une batterie est déchargée ou chargée par rapport à sa capacité maximale. Il a des unités h−1. Un taux de 1C signifie que le courant de décharge déchargera la batterie entière en 1 heure.
Auto-décharge
Les batteries se déchargent progressivement d’elles-mêmes, même si elles ne sont pas connectées et ne délivrent pas de courant. Ceci est dû à des réactions chimiques « latérales » non productrices de courant qui se produisent dans la cellule même sans charge. Une batterie plomb-acide laissée en stockage à des températures modérées a un taux d’auto-décharge estimé à 5% par mois.
Dégradation
Une certaine dégradation des batteries rechargeables se produit à chaque cycle de charge-décharge. La dégradation survient généralement parce que l’électrolyte migre loin des électrodes ou parce que le matériau actif se détache des électrodes. Les batteries à cycle profond peuvent fournir de 200 à plus de 3000 cycles de décharge/charge, tandis que les batteries de démarrage ne sont pas conçues pour une décharge soutenue et ne dureront que 50 à 60 cycles d’utilisation.
Profondeur de Décharge
La profondeur de décharge est une mesure de la quantité d’énergie extraite d’une batterie et est exprimée en pourcentage de la capacité totale. Par exemple, une batterie de 100 Ah dont 40 Ah ont été retirés a subi une profondeur de décharge de 40%.
