Historique de la batterie Plomb/Acide

C'est en 1859 que Gaston Planté réalisa l'accumulateur au plomb par  formation de feuilles de plomb pur, dans de l'acide sulfurique et sous  l'influence d'un courant électrique. Il fallut cependant attendre l'apparition  en 1880 de la dynamo Gramme et la réalisation de l'accumulateur Faure à grilles  et à oxyde rapporté pour que l'industrie de l'accumulateur commence à se  développer.

Bientôt 150 ans d'études sur l'accumulateur au plomb et pourtant, loin  d'être un produit suranné, il continue de faire l'objet de diverses recherches  et reste l'accumulateur le plus vendu dans le monde. Les principales raisons de  cet engouement sont le faible coût et la maturité de cette technologie, mais  aussi son aptitude à être recyclée à plus de 97%.

Aujourd'hui il existe non pas un type de batterie d'accumulateurs au plomb,  mais différentes technologies pour mieux répondre aux spécificités des  applications qui l'emploient : la batterie au plomb s'est améliorée et  spécialisée au fil des ans, et continuera de l'être.
La batterie d'accumulateurs au plomb est notamment utilisée pour le  démarrage des véhicules (secteur le plus porteur actuellement), la traction  (chariots de manutention), les alimentations de secours, le photovoltaïque
à ces domaines sont adaptées des technologies d'accumulateurs au plomb, qui  se caractérisent notamment par l'épaisseur et les alliages des grilles, un  électrolyte liquide ou immobilisé, une concentration d'électrolyte, des plaques  planes ou tubulaires
Le marché mondial des batteries (toutes technologies confondues) regroupe 3  catégories : les batteries portables, de démarrage et industrielles (de  traction et stationnaire).

ELEMENT, ACCUMULATEUR ET BATTERIE :

Un élément est un couple électrochimique (2  électrodes) plongé dans une solution.
Selon les technologies, ce couple peut être le {NiOOH/Cd} pour les  batteries nickel-cadmium, le {Li/oxyde métallique} pour les batteries  lithium-ion, le {PbO2/Pb} pour les batteries au plomb, et présente une force  électromotrice différente. Le terme demi-élément désigne une électrode.

Le terme "accumulateur" est employé pour un élément rechargeable, le  distinguant ainsi de la pile (élément non rechargeable). Un accumulateur est  donc un générateur réversible : il peut stocker (accumuler) de l'énergie, en convertissant  l'énergie électrique en forme chimique, puis la restituer à tout moment sur  demande.

De tension nominale d'environ 2 Volts, un accumulateur au plomb est  rarement utilisé seul : en général, une mise en série et/ou en parallèle est  effectuée pour obtenir les tensions et capacités d'utilisation désirées, ce qui  constitue une batterie d'accumulateurs. Par  exemple, la batterie de démarrage d'un véhicule thermique est annoncée de  "12V" pour signifier qu'elle comprend six accumulateurs, même si sa force  électro motrice réelle se situe plutôt dans l'intervalle {12,5 ; 13V}. Pour les  systèmes de secours, un standard de batterie 48V tend à s'imposer.

CONSTITUTION DE LA BATTERIE AU PLOMB :

Un accumulateur de 2V est l'unité de base d'une batterie au plomb. Il se  compose notamment d'électrodes positives et négatives, d'un séparateur micro  poreux  et d'un électrolyte.
Un élément de batterie de démarrage (technologie "plomb ouvert")  comprend des plaques planes positives (2) et négatives (1) assemblées en alternance. Le nombre de plaques pour  chaque polarité et leur surface sont des paramètres qui définissent la capacitéde l'élément.
Par exemple, l'électrode positive  comporte ici 4 plaques en parallèle, reliées par un connecteur (4). Pour éviter les courts-circuits  entre les plaques de polarité différente, un séparateur micro poreux isolant  est placé entre ces plaques lors du montage (3).
Les plaques positives et négatives sont assemblées en faisceaux (6) et plongées dans une  solution d'acide sulfurique et d'eau distillée. Chaque faisceau constitue ainsi  un élément.
 

Vue en coupe  d'un élément au plomb ouvert (batterie de démarrage)

 

(1) électrode négative, composée de 4 plaques en plomb spongieux (Pb)
(2) électrode positive, composée de 4 plaques de dioxyde de plomb (PbO2)
(3) Séparateur micro poreux (pochette en polyéthylène)
(4) Pontet de connexion en plomb
(5) Borne terminale négative
(6) Un élément Pb/PbO2