Batteries au gel et leur utilisation

Les batteries au plomb sont largement utilisées à la fois comme batteries de traction (par exemple pour alimenter des chariots élévateurs électriques) et comme batteries de démarrage pour les voitures. Les systèmes d'alimentation sans coupure et de secours pour les maisons et les entreprises utilisent également des batteries au plomb.

Les systèmes d'alimentation autonomes des maisons contiennent souvent une batterie haute capacité ou un ensemble de plusieurs centaines d'ampères-heures, conçu pour fournir une alimentation électrique à long terme à la maison.

Une telle batterie peut être chargée à partir de diverses sources alternatives d'électricité, telles qu'un panneau solaire, une éolienne et autres, et la batterie est déchargée traditionnellement par onduleur puissant, à partir de laquelle les consommateurs sont alimentés en courant alternatif de fréquence industrielle et de tension secteur standard.

Les alimentations électriques non interruptibles traditionnelles comprennent également une batterie plomb-acide ampère-heure scellée.

Les premières batteries au plomb-acide utilisaient exclusivement une solution aqueuse d'acide sulfurique, préparée avec de l'eau distillée, comme électrolyte, afin que les sels de calcium et de magnésium, généralement présents dans l'eau, n'interfèrent pas avec le fonctionnement de la batterie. Une telle batterie a été fabriquée comme suit.

Les grilles de plomb sont immergées dans l'électrolyte, dans lequel le dioxyde de plomb (sur l'anode, l'électrode positive) et le plomb métallique (sur la cathode, l'électrode négative) sont comprimés sous forme de poudre.

Un séparateur poreux en poudre de chlorure de polyvinyle (Miplast), en ébonite microporeuse (mélange vulcanisé de caoutchouc avec gel de silice et soufre - Mipor), ou en polyéthylène, dont la fonction est d'empêcher les électrodes de se refermer, est placé entre les plaques.

Si vous connectez six de ces cellules dans un circuit série, vous obtenez une batterie de 12 volts, respectivement, un plus grand nombre de cellules donnera une tension plus élevée.

Les batteries de démarrage à électrolyte liquide sont utilisées partout dans les automobiles, mais la particularité de ces batteries est que lorsqu'un courant important circule pendant une longue période, leur électrolyte liquide peut facilement bouillir. C'est pourquoi, dans de telles batteries, la possibilité d'ajouter de l'électrolyte est fournie.

Leurs plaques poreuses d'une grande surface permettent pendant un court laps de temps de recevoir un courant de 200-300 ampères pour alimenter le démarreur. Cependant, pour un fonctionnement à long terme dans des systèmes d'alimentation alternatifs et des alimentations sans coupure, ces batteries sont peu utiles.

Au début des années 1970, les ingénieurs de la société américaine Gates Rubber Company ont développé un nouveau type de batterie plomb-acide scellée à base d'électrolyte absorbé.

La technologie est appelée AGM (Absorbent Glass Mat). Pour la première fois, de la fibre de verre imprégnée d'électrolyte a été utilisée comme charge dans les compartiments de la batterie. Plus tard, l'électrolyte a commencé à s'épaissir en ajoutant du gel de silice (un mélange à base de solutions d'acides siliciques), ce qui a créé des pores supplémentaires dans lesquels l'électrolyte était maintenant mieux retenu et permettait de remplir complètement l'espace entre les plaques. Un nouveau type de batterie a gagné en popularité en tant que «batterie gel» car l'agrégat avait une consistance de gel.

Cette solution a permis d'obtenir un certain nombre d'avantages importants par rapport aux batteries à électrolyte liquide. Tout d'abord, il n'est pas nécessaire de maintenir un nouveau type de batterie, car le gaz n'est pas libéré à l'extérieur, il est absorbé dans les pores, et ne bout pas, l'électrolyte ne change pas de densité ni pendant la charge ni pendant la décharge. Les assiettes ne s'effritent plus.

La batterie au gel peut fonctionner dans n'importe quelle position, même à l'envers, rien ne coulera et ne sera cassé. La commande de soupape empêche les fuites d'acide et élimine la corrosion terminale. Les performances de la batterie gel ne manquent pas, même à des températures allant jusqu'à moins 30 degrés Celsius.

Une durée de vie pouvant aller jusqu'à 10 ans, ainsi qu'une résistance aux décharges profondes - telles sont les qualités qui font d'une batterie au gel un outil prometteur pour une alimentation efficace basée sur des appareils à énergie alternative.

Les caractéristiques de conception rendent la batterie à base de gel moins sensible à la sulfatation qu'une batterie AGM ordinaire, et les batteries au gel peuvent donc rester dans un état complètement déchargé pendant plusieurs jours sans affecter la capacité. Une batterie au gel est capable de supporter en moyenne 50% de cycles de décharge en plus qu'une batterie AGM ordinaire.

Un fabricant bien connu de telles batteries affirme que leurs batteries au gel peuvent supporter 350 cycles de décharge avec une profondeur de 100%, jusqu'à 550 avec une profondeur de 50% et jusqu'à 1200 avec une profondeur de 30%. Ce sont d'excellents résultats qui maintiennent les coûts d'exploitation au minimum, qu'il s'agisse d'un système d'alimentation autonome ou alimentation sans coupure.

De plus en plus, dans certains pays occidentaux, les batteries au gel à plaques spirales gagnent en popularité, ce qui peut être beaucoup plus grand que dans les boîtiers compacts.

En raison de la grande zone d'interaction des plaques, les courants dans de telles batteries peuvent être extrêmement élevés. Dans certaines batteries, ce chiffre atteint 800 A et même plus. Le seul inconvénient sérieux de toutes les batteries gel modernes est le prix élevé.

Moments utiles pour travailler avec des batteries:

Mesure de la capacité de la batterie

Connexion parallèle et série de batteries