Types de batteries au plomb

Types de Batteries Plomb-Acide

Les batteries plomb-acide sont des accumulateurs secondaires (rechargeables) composés d’un boîtier, de deux plaques de plomb ou de 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. Il existe quatre principaux types de batteries plomb-acide :

• Batterie SLI
• Batterie à cycle profond
• Batterie AGM
• Batterie gel

La majorité des batteries plomb-acide dans le monde sont des batteries SLI (démarrage, éclairage et allumage), avec environ 320 millions d’unités expédiées en 1999. En 1992, environ 3 millions de tonnes de plomb ont été utilisées pour la fabrication de batteries. Les domaines d’application industriels des batteries au plomb-acide incluent la traction pour les véhicules miniers, les chariots élévateurs et comme sources d’alimentation stationnaires telles que les systèmes de secours d’urgence (UPS) et les stations de signalisation pour les chemins de fer et les télécommunications.

Groupes Principaux de Batteries Plomb-Acide

On distingue 2 groupes principaux de batteries plomb-acide :

• Batterie VLA (batterie plomb-acide ventilée) : une batterie avec électrolyte liquide ventilé où les électrodes sont immergées dans un excès d’électrolyte liquide.
• Batterie VRLA (batterie plomb-acide régulée par valve) : une batterie scellée ou régulée par une valve où l’électrolyte est immobilisé dans un séparateur absorbant ou dans un gel.

Dans les batteries VLA, on trouve 3 groupes :

1. Traction ou cycle profond : Conçues pour produire une décharge constante et faible sur de longues périodes. Moins sensibles à la dégradation due au cyclage, elles sont nécessaires dans les applications où les batteries sont régulièrement déchargées.
2. Batterie SLI : Conçue pour délivrer un courant maximal sur une courte période tout en maintenant la tension constante, donc avec une très faible résistance interne.

Les batteries VRLA se déclinent en deux types principaux :

1. Batterie AGM (tapis en fibre de verre absorbant) : une batterie VRLA avec de petits canaux gazeux dans l’électrolyte, offrant une densité de puissance et d’énergie accrue.
2. Batterie gel (batterie gel) : une batterie VRLA avec un électrolyte gélifié, réduisant l’évaporation de l’électrolyte et les problèmes de corrosion.

Chimie des Batteries Plomb-Acide – Fonctionnement

Le principe de fonctionnement de la batterie plomb-acide peut être illustré par les processus chimiques se produisant pendant la charge et la décharge. Pendant la décharge, le processus suivant se produit à l’anode : Pb + SO₄^2- → PbSO₄ + 2e^–. Le plomb est oxydé avec l’électrolyte en sulfate de plomb, libérant deux électrons. Du sulfate de plomb se forme également à la cathode par : PbO₂ + SO₄^2- + 4H⁺ + 2e^– → PbSO₄ + 2H₂O. Pendant la charge, les processus se déroulent en sens inverse, oxydant le sulfate de plomb en plomb et en oxyde de plomb réduit. Lorsque le sulfate de plomb est complètement consommé et que le processus de charge n’est pas arrêté, l’électrolyse de l’électrolyte commence, générant de l’oxygène et de l’hydrogène.

Autres Types de Batteries

La liste suivante résume les types notables de batteries électriques :

• Batteries de différentes tailles et formats (AA, AAA, C, D, etc.)
• Batteries primaires (non rechargeables) et secondaires (rechargeables)
• Applications variées des batteries (UPS, voitures électriques, téléphones portables)
• Batteries de différentes tensions (1.2V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V)

Cet article a offert un aperçu des divers types de batteries plomb-acide, leur fonctionnement et leurs applications, un élément essentiel dans le domaine de l’énergie et de la technologie moderne.