Qu'est-ce qu'une batterie au plomb?
Une batterie au plomb est un type de batterie rechargeable qui utilise du plomb et du dioxyde de plomb comme électrodes et de l'acide sulfurique comme électrolyte. Ces batteries ont une grande variété d'applications, telles que dans les véhicules, les systèmes d'alimentation sans coupure (onduleurs), les systèmes de secours d'énergie tels que dans les centrales d'alarme, solaires, les chariots de golf, etc.
En général, les batteries au plomb ont une construction de base qui consiste en différentes cellules primaires individuelles ou cuves, chacune de 2V, connectées en série à l'intérieur d'un même boîtier. Dans les systèmes de batteries de grande taille, ces cellules sont des cuves indépendantes qui sont également interconnectées en série au moyen de ponts, formant un banc.
Chaque cellule est composée d'un électrode positif, qui consiste en une plaque de plomb recouverte de dioxyde de plomb, et d'un électrode négatif, qui est une plaque de plomb poreuse plongée dans une solution d'acide sulfurique dilué.
Quels types de batteries au plomb existe-t-il ?
Selon les besoins et les applications, il existe deux types principaux :
Batteries au plomb-acide ouvertes :
Dans ce type de batteries, l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique dilué qui se trouve libre entre les électrodes. Ces batteries nécessitent un entretien périodique pour vérifier le niveau de l'électrolyte et ajouter de l'eau distillée si nécessaire. Les types de batteries ouvertes comprennent :
- Batteries de démarrage : ce sont le type de batterie au plomb le plus courant et sont utilisées dans les véhicules à moteur pour fournir l'énergie nécessaire au démarrage du moteur.
- Batteries à cycle profond : elles sont capables de supporter de multiples cycles de charge et de décharge, ce qui les rend adaptées à des applications telles que les véhicules électriques, les chariots de golf et les systèmes d'énergie solaire.
- Batteries stationnaires : elles sont utilisées dans des applications stationnaires, telles que les systèmes de secours d'énergie et les télécommunications.
Batteries au plomb-acide scellées ou régulées par valve (VRLA) :
Dans ce type de batterie, l'électrolyte est immobilisé dans un gel ou dans une fibre de verre. Cela élimine le besoin d'un entretien périodique et rend les batteries plus sûres. Les types de batteries scellées comprennent :
- Batteries AGM (Absorbed Glass Mat) : l'électrolyte est absorbé dans une fibre de verre, offrant une plus grande résistance aux vibrations et aux surcharges.
- Batteries en gel : l'électrolyte est sous forme de gel, offrant une plus grande résistance aux fuites et aux surcharges.
- Batteries EFB (Enhanced Flooded Battery) : ce sont un type de batterie ouverte qui a un séparateur amélioré réduisant le besoin d'entretien.
Le choix du type de batterie au plomb-acide approprié dépend de l'application spécifique.
Le choix du type de batterie au plomb-acide approprié dépend de l'application spécifique. Ensuite, nous verrons les avantages et inconvénients des batteries AGM et des batteries en gel.
Quelle est la différence ou quels sont les avantages et inconvénients entre les batteries en gel de plomb et les batteries AGM?
Les batteries en gel de plomb et les batteries au plomb AGM (Absorbed Glass Mat) sont toutes deux scellées avec une valve régulatrice (VRLA) pour libérer les gaz générés pendant la charge, mais elles présentent quelques différences :
Batterie en gel de plomb :
- Électrolyte : Elles utilisent un électrolyte sous forme de gel, une substance semblable à un gel qui s'épaissit. Le gel enveloppe les plaques et empêche le déplacement de l'électrolyte à l'intérieur de la batterie.
- Structure des plaques : Elles ont des plaques plus épaisses par rapport aux batteries AGM.
- Densité énergétique : Elles ont tendance à avoir une densité énergétique plus faible que les batteries AGM en raison de leurs plaques plus épaisses.
- Cycles de vie : Elles ont tendance à avoir un cycle de vie légèrement plus long par rapport aux batteries AGM, surtout dans des applications de décharge profonde et de recharge fréquente.
- Résistance aux vibrations : Elles sont généralement plus résistantes aux vibrations en raison de leurs plaques plus épaisses et de l'électrolyte en gel.
- Coût : Bien que cela puisse varier et dépendre de facteurs tels que la marque, la capacité et la conception, elles sont généralement plus coûteuses que les batteries AGM.
Batteries au plomb AGM :
- Électrolyte : Elles utilisent un séparateur en fibre de verre saturé d'acide entre les plaques pour absorber et retenir l'électrolyte. Bien que l'électrolyte soit présent sous forme liquide, il est contenu dans le séparateur et ne peut pas être facilement renversé.
- Structure des plaques : Elles ont des plaques plus fines et sont généralement plus proches les unes des autres par rapport aux batteries en gel.
- Densité énergétique : Elles ont une densité énergétique plus élevée en raison de leurs plaques plus fines et de leur disposition plus compacte.
- Cycles de vie : Bien qu'elles puissent offrir de bonnes performances dans des cycles profonds, certaines batteries AGM peuvent avoir une durée de vie légèrement plus courte que celles en gel dans certaines conditions.
- Résistance aux vibrations : Bien qu'elles soient robustes, les batteries AGM peuvent être plus sensibles aux vibrations par rapport à celles en gel dans certaines applications.
- Coût : Elles sont moins chères que celles en gel.
Le choix entre les batteries en gel et les batteries AGM dépendra des besoins spécifiques de l'application, des conditions environnementales et des préférences de l'utilisateur. Les deux types sont des options scellées et sans entretien, les rendant adaptées à diverses applications.
Qu'est-ce qu'une batterie au plomb VRLA?
Bien que nous ayons mentionné le terme VRLA dans la section précédente, nous élargirons cette information :
VRLA signifie "Plomb-acide régulé par valve" (Valve Regulated Lead-Acid, en anglais) et se réfère à un type de conception de batteries au plomb-acide. Les batteries VRLA sont scellées et utilisent une valve régulatrice pour contrôler la libération des gaz générés pendant le processus de charge. Ces batteries sont également connues sous le nom de batteries au plomb-acide scellées et font partie de la famille des batteries au plomb-acide, qui comprend les batteries en gel et les batteries AGM (Absorbed Glass Mat).
Caractéristiques clés des batteries VRLA :
- Scellées : Les batteries VRLA sont conçues pour être scellées, ce qui signifie que l'électrolyte (solution d'acide sulfurique) est encapsulé et ne peut pas s'échapper dans des conditions normales d'utilisation. Cette conception présente plusieurs avantages, notamment l'élimination du risque de fuite d'acide et la capacité de monter la batterie dans différentes positions.
- Valve Régulatrice : Les batteries VRLA intègrent une valve de sécurité qui régule la pression interne et permet la libération contrôlée des gaz produits pendant la charge. Cela évite l'accumulation excessive de pression à l'intérieur de la batterie.
- Électrolyte Absorbé ou en Gel : Les batteries VRLA peuvent avoir des plaques de plomb immergées dans un électrolyte absorbé (comme dans les batteries AGM) ou dans un gel (comme dans les batteries en gel). Les deux conceptions contribuent à maintenir l'électrolyte en place et contribuent à rendre la batterie résistante aux fuites.
- Applications Courantes : Les batteries VRLA sont utilisées dans une grande variété d'applications, y compris les systèmes d'alimentation de secours, les onduleurs, les systèmes d'énergie solaire, les véhicules récréatifs (VR), entre autres.
La désignation VRLA est un terme large qui englobe à la fois les batteries en gel et les batteries AGM, car elles partagent toutes deux la caractéristique d'être scellées et régulées par des valves. Ces batteries sont appréciées pour leur conception sans entretien, leur polyvalence d'installation et leur capacité à fournir de manière fiable de l'énergie dans diverses applications.
