Qu’est-ce qu’une batterie? Étude de cas… vue par Banner.

Batterie BANNER

Une batterie est une interconnexion de plusieurs cellules galvaniques identiques en mesure de stocker de l’énergie chimique. Quand deux métaux différents se trouvent dans une solution d’électrolyte, il apparaît toujours une tension (cellule galvanique). Cette tension dépend du type de métal (série de potentiels électrochimiques), ainsi que de la concentration de la solution et de la température.

 

Dans le cas des classiques batteries plomb-acide, l’électrode positive est en dioxyde de plomb et l’électrode négative en plomb. Un acide sulfurique dilué est utilisé comme électrolyte. Il en résulte une tension nominale de 2 V par cellule.

Construction de la batterie

Une batterie 12 V se compose de six cellules connectées en série (tension nominale d’une cellule plomb-acide = 2 V) qui sont montées dans un bac de batterie divisé par des cloisons et reliées en série par des connecteurs. Chaque cellule est constituée d’un set de plaques qui se compose de jeux de plaques positives et négatives. Les séparateurs servent à séparer les électrodes de polarité différente. (Dans le cas des batteries à l’électrolyte, un séparateur en polyéthylène est utilisé, dans le cas des batteries
AGM, un séparateur en fibres de verre ayant un fort pouvoir d’absorption, de manière à fixer l’électrolyte). Les électrodes sont constituées d’une grille en plomb (technologie Expanded Metal, ConCast et Book Casting) et d’une masse active. Chacune de ces électrodes est reliée par un connecteur à un jeu de plaques positives et un jeu de plaques négatives. Un acide sulfurique dilué sert d’électrolyte(densité d’acide d’une batterie scellée complètement chargée 1,28- 0,01+0,02 kg/l).
Les différents diamètres des pôles (pôle positif plus épais que le pôle négatif) empêchent que la batterie soit mal branchée.
Différents systèmes de couvercles ferment la batterie. Pour les batteries AGM, outre un bac de batterie renforcé, des vissages spéciaux sont utilisés pour sceller la batterie de manière étanche.

Fonctionnement d’une batterie

Charge de la batterie

Pour transformer l’énergie chimique en énergie électrique, deux électrodes sont nécessaires (processus galvanique), elles sont reliées entre elles à l’intérieur des cellules par une solution (électrolyte).
A l’état chargé, les plaques sont constituées de plomb et de dioxyde de plomb. L’électrode positive est en dioxyde de plomb et l’électrode négative en plomb. L’acide sulfurique dilué forme l’électrolyte. Il assure le flux ionique entre les électrodes. L’électrolyte peut être liquide, en gel ou être imprégné dans des fibres de verre dans le cas d’une batterie AGM (batterie à recombinaison), par exemple.
Si la batterie fournit du courant, les ions sulfate (SO4 2-) chargés négativement issus de l’acide sulfurique (H2SO4) s’accrochent aux plaques. Les deux plaques deviennent donc petit à petit du sulfate de plomb (PbSO4). Les atomes de plomb non chargés (Pb) de la plaque de plomb sont chargés positivement deux fois (Pb 2+), les ions plomb jusque-là chargés positivement quatre fois (Pb 4+) de la plaque de dioxyde de plomb sont également chargés positivement deux fois.

« Deux électrodes sont nécessaires pour transformer l’énergie chimique en énergie électrique. »

La plaque de plomb est oxydée électro-chimiquement (de Pb à Pb 2+), la plaque de dioxyde de plomb subit une réduction électrochimique (de Pb 4+ à Pb 2+). Pour compenser cet écart de charge, les électrons passent de la plaque de plomb à la plaque de dioxyde de plomb. La batterie produit du courant.

Choisir la batterie adéquate

Faites attention à la technologie de la batterie originale (les mises à niveau sont autorisées).
Si la batterie originale est une batterie AGM, il faut absolument la remplacer par une batterie AGM.
Si la batterie originale est une batterie EFB, il faut au moins la remplacer par une batterie EFB. Pour pouvoir prolonger la durée de vie de la batterie, des batteries AGM peuvent être utilisées.
Si la batterie originale est une batterie conventionnelle, on peut également monter une batterie EFB ou AGM. Remplacer la dimension originale : si la place est suffisante pour des batteries d’une hauteur de 190 mm, elles doivent remplacer les batteries d’une hauteur de 175 mm. Grâce à la différence de 15 mm, les batteries plus hautes bénéficient en général d’un volume d’acide supérieur, ce qui permet une meilleure charge.