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Les batteries au plomb-acide sont le type de batteries les plus anciennes. Elles sont faciles à fabriquer, les matières premières sont bon marché et abondantes et la filière de recyclage est bien au point. Mais ce sont les batteries qui ont le plus mauvais rapport puissance/poids.

Batterie plomb-acide

Ces batteries sont bon marché et servent principalement de batterie de démarrage dans les voitures. Une autre fonction sont les alimentations de secours (éclairage de secours, systèmes d'alarme, UPS). Ces batteries doivent être maintenues en charge (float charge) ou être rechargées après emploi car elles se déteriorent en quelques jours si on les laisse en état déchargé: c'est le sulfatage, la transformation de l'oxide de plomb en sulfate de plomb inerte (qui ne participe plus à la réaction). C'est une réaction irréversible.

Les batteries existent soit avec electrolyte liquide (acide sulfurique dilué), soit en construction étanche où l'acide est gélifié.

Ces batteries ont une tension d'élément d'environ 2V et ne peuvent donc pas être utilisées à la place de piles classiques. Il s'agit de toute façon d'éléments assez volumineux.

Les électrodes se composent d'une grille en plomb. De la pâte de plomb est comprimée dans la grille, formant une plaque friable. Les électrodes sont séparées par un isolant poreux laissant passer les ions. Les électrodes compriment les plaques pour réduire les pertes de plomb. Chaque électrode se compose de plusieurs plaques pour augmenter la surface active et donc le courant qui peut être fourni. Il y a chaque fois une plaque positive, un séparateur, une plaque négative, un séparateur, une plaque positive, et ainsi de suite.

L'electrolyte participe à la réaction et la concentration de l'acide change pendant la charge. Il est ainsi possible de déterminer la charge de la batterie en mesurant la concentration de l'électrolyte (avec un pèse-acide). Le changement de concentration provoque aussi une différence de tension par élément: un élément chargé a une tension au repos de 2.1V. C'est une différence notable avec les batteries nickel-fer dont la tension reste pratiquement constante durant toute la décharge.


Un pèse-acide permet de mesurer l'état de chaque élément individuel
...pour autant que l'électrolyte soit accessible.

Les électrodes se dégradent à la longue: les électrodes grossissent et se réduisent lors de la charge et la décharge, produisant des déformations. Les électrodes absorbent et rejettent chimiquement l'acide, ce qui modifie la concentration de l'électrolyte. De la poussière de sulfate de fer se détache des électrodes et tombe au fond de l'élément, réduisant la capacité. C'est pour cela qu'il y a un espace laissé vide en dessous des plaques, voir le dernier dessin. Pour réduire les contraintes mécaniques sur les électrodes, on recommande de garder la batterie chargée à plus de 80% (cela est surtout valable pour les batteries de démarrage). Malgré tout, la durée de vie d'une batterie au plomb est limitée, même si elle est utilisée correctement.

Même avec une capacité très réduite, la batterie est capable de fournir un courant important. Il n'est donc pas possible de controler l'état de la batterie en vérifiant que le démarrage se fait correctement. Et puis brusquement, quand il fait plus froid et que le démarrage est plus dur, la batterie flanche d'un coup.

Les batteries qui sont utilisées dans les pays chauds ont une concentration en acide moindre. Cela réduit le courant que la batterie peut fournir, mais limite l'usure prématurée. Pour certaines applications qui demandent une résistance à l'usure accrue (par exemple batteries marines), on utilise des éléments ronds au lieu de rectangulaires.

Comparé aux autres types de batteries, c'est un type de batterie qui a une faible capacité et une durée de vie limitée, mais la batterie est très bon marché. Au début de l'automobile, on utilisait tout aussi bien des batteries au nickel-fer très résistantes, mais plus chères. Le marché a évidemment décidé pour les batteries au plomb moins chères et qui s'usent plus vite.

Les batteries au plomb sont d'abord chargées par un courant constant (BOOST), jusqu'à ce que la tension maximale est atteinte (14.4V). Le courant diminue alors automatiquement. La tension maximale est maintenue (EQUALIZE) jusqu'à ce que le courant tombe sous une limite. A ce moment le chargeur passe à une tenstion d'entretien plus basse (FLOAT 13.5V). Régulièrement, le chargeur passe à la tension plus élevée pendant une courte durée.

L'avantage est que la batterie echt chargée le plus rapidement possible avec le courant maximal admissible jusqu'à ce que la tension maximale est atteinte. Le chargeur passe ensuite à une charge d'entretien pour éviter que la batterie de produise des gaz. Pour maintenir la charge, le chargeur augmente toutes les 24 heures la tension pendant 30 minutes.

Batteries Plomb-acide

Les batteries au plomb et la photographie? Quel est le rapport?

Les batteries acide-plomb avec électrolyte gélifié étaient utilisées dans les premiers camescopes (avec caméra et enregistreur séparé ou modèles à porter sur l'épaule). C'étaient les seules batteries qui étaient assez fiables et avaient une capacité suffisante dans les années 1980.

Batteries au plomb-acide

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