1. Définition fondamentale
L'énergie électrique peut être obtenue par diverses transformations de l'énergie. Parmi celles-ci, l'installation qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique est appelée batterie chimique, ou plus simplement batterie. On distingue deux types de batteries : les batteries primaires et les batteries d'accumulation.
Une pile primaire, également appelée pile jetable, est une pile dont les substances actives internes ne peuvent pas être régénérées par recharge après décharge.
Une batterie capable de régénérer ses substances actives internes par charge après décharge, de stocker l'énergie électrique sous forme d'énergie chimique et de reconvertir cette énergie chimique en énergie électrique en cas de besoin de décharge, est appelée batterie de stockage, également connue sous le nom de batterie secondaire.
2. Termes techniques courants
Chargement : Lorsqu'une batterie acquiert de l'énergie électrique à partir d'une autre source d'alimentation CC, on parle de charge.
Décharge : Lorsqu'une batterie fournit de l'énergie électrique à un circuit externe, on parle de décharge.
Charge et décharge de maintien : lorsqu’une batterie est connectée en parallèle à une autre source d’alimentation CC et fournit de l’énergie électrique au circuit externe, on parle de charge et de décharge de maintien. Pour les équipements nécessitant une alimentation intermittente, les batteries servant de sources d’alimentation de secours sont toutes dans cet état de décharge.
Force électromotrice : La différence de potentiel mesurée entre les pôles positif et négatif lorsque le circuit externe est déconnecté, c’est-à-dire lorsqu’aucun courant ne traverse la batterie, est appelée force électromotrice de la batterie.
Tension aux bornes : La différence de potentiel entre les bornes positive et négative d'une batterie une fois le circuit fermé est appelée tension de la batterie ou tension aux bornes.
Capacité en ampères-heures : L’unité de capacité d’une batterie est l’ampère-heure, soit : capacité de la batterie Q (ampères-heures) = i-décharge × t-décharge. I-décharge est le courant de décharge (en ampères-heures).
t décharge est le temps de décharge (en heures).
L'efficacité énergétique (rendement en ampères-heures) : Le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée est appelé rendement énergétique de la batterie, également connu sous le nom de rendement en ampères-heures.
Le rendement énergétique (%) = (Q décharge ÷ Q charge) × 100 % = (I décharge × t décharge) ÷ (I charge × I charge) × 100 %
Q-décharge et Q-charge sont respectivement les capacités de décharge et de charge (ampères-heures).
Décharge libre : perte de capacité de la batterie due à son fonctionnement partiel. Le rapport entre la perte de capacité et la capacité initiale est appelé taux de décharge libre de la batterie.
Taux de décharge gratuite (%) = (Q1 – Q2) ÷ Q1 × 100 %
Q1 représente la capacité de décharge avant la mise en place (ampères-heures).
Q2 représente la capacité de décharge après mise en place (ampères-heures)
Durée de vie : Chaque fois qu’une batterie est chargée ou déchargée, on parle d’un cycle de charge-décharge. Le nombre de cycles de charge-décharge qu’une batterie peut effectuer tout en conservant une certaine capacité de sortie correspond à sa durée de vie.
(2) Batteries au plomb-acide
1. Définition
Les batteries au plomb sont un type de batterie d'accumulateurs. Leur principale caractéristique est l'utilisation d'acide sulfurique dilué comme électrolyte et de dioxyde de plomb et de plomb velouté comme électrodes positive et négative respectivement. Ce sont des batteries d'accumulateurs acides.
2. Classification
Selon la structure des plaques de la batterie, on distingue les batteries structurées, les batteries à revêtement pâteux et les batteries tubulaires.
Selon le type de couvercle et la structure de la batterie, il existe des batteries à ouverture buccale, des batteries ventilées, des batteries antidéflagrantes résistantes aux acides et des batteries étanches à régulation par soupape.
Classification selon le mode d'entretien de la batterie : il existe des batteries ordinaires, des batteries à faible entretien et des batteries sans entretien.
Conformément aux normes et réglementations en vigueur dans notre pays, les principales gammes de produits de batteries comprennent :
Batterie de démarrage : principalement utilisée pour le démarrage et l'éclairage des automobiles, tracteurs, bateaux à moteur diesel, etc.
Batteries fixes : principalement utilisées dans les communications, les centrales électriques et les systèmes informatiques comme sources d'alimentation de secours pour la maintenance et le contrôle automatique.
Batteries de traction : principalement utilisées comme sources d’énergie pour divers véhicules à batterie, chariots élévateurs, chargeuses, etc.
Batteries ferroviaires : principalement utilisées pour l'alimentation du démarrage et de l'éclairage des locomotives diesel, des locomotives électriques et des voitures de voyageurs sur les chemins de fer.
Batteries pour motos : Principalement utilisées pour le démarrage et l'éclairage des motos de différentes spécifications.
Batteries de mines de charbon : principalement utilisées comme source d'énergie pour la traction des locomotives électriques.
Batteries de stockage : Principalement utilisées pour stocker l'énergie électrique issue de la production d'énergie éolienne et hydroélectrique.
3. Structure de base : Les batteries au plomb-acide sont principalement composées des parties suivantes :
1. Rainure en caoutchouc dur 2. Plaque négative 3. Plaque positive 4. Cloison 5. Support 6. Barre omnibus
7. Colle d'étanchéité 8. Couvercle du boîtier de batterie 9. Nappe de connexion 10. Borne 11. Bouchon d'échappement
plaques positives et négatives
Les plaques des batteries au plomb-acide se classent en quatre catégories selon leur structure et le procédé de fabrication de leur matériau actif : plaques à enrobage pâteux, plaques tubulaires, plaques formées et plaques semi-formées. Une plaque à enrobage pâteux est composée d’une grille et d’un matériau actif. La grille sert de support au matériau actif, conduit le courant et assure sa répartition uniforme. Le matériau de la grille est généralement un alliage plomb-antimoine, tandis que les batteries sans entretien utilisent un alliage plomb-calcium. Le principal composant du matériau actif de l’électrode positive est le dioxyde de plomb, et celui de l’électrode négative est du plomb velouté.
Partition
Les séparateurs de batterie sont fabriqués à partir de matériaux tels que le caoutchouc microporeux et la fibre de verre. Leurs principales fonctions sont :
Évitez les courts-circuits entre les plaques positive et négative ; assurez une circulation fluide des ions positifs et négatifs de l’électrolyte. Limitez le détachement de matière active des plaques positive et négative afin de prévenir tout dommage dû aux vibrations.
Électrolyte
L'électrolyte est un composant essentiel d'une batterie. Son rôle est de conduire le courant et de participer aux réactions électrochimiques.
L'électrolyte est préparé à partir d'acide sulfurique concentré et d'eau purifiée (eau déminéralisée). La pureté et la densité de l'électrolyte ont une incidence significative sur la capacité et la durée de vie de la batterie.
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Date de publication : 4 janvier 2026