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Autodécharge des batteries d'une batterie au plomb

Les batteries au plomb sont soumises à de phénomènes d'auto-décharge. L’origine de l’autodécharge provient des réactions secondaires se produisant au niveau des électrodes. Ces réactions secondaires sont nombreuses et plus ou moins prépondérantes les unes par rapport aux autres. En outre, ces réactions secondaires ne sont pas encore toutes identifiées par la communauté scientifique. Nous présentons ci-après une d’entre elles.

Au niveau de chaque électrode, des réactions d’oxydoréductions peuvent se produire naturellement. En effet, l’anode constituée de plomb (Pb) peut réagir avec les ions H3O+ présents dans l’électrolyte. Egalement, la cathode composée d’oxyde de plomb (Pb02) peut réagir avec l’eau H20 présente dans l’électrolyte.

Illustration du phénomène d'auto-décharge d'une batterie au plomb    Illustration du phénomène d'auto-décharge d'une batterie au plomb     
Chacune de ces réactions se produisent au niveau des électrodes entre des oxydants et des réducteurs sans transport de charge à travers l’électrolyte. Les matériaux actifs des électrodes y participent.
A la cathode : L’eau de l’électrolyte est oxydée dégageant du dioxygène gazeux (O2) et 2 électrons. Ces deux électrons sont directement exploités par l’oxyde de plomb (PbO2) de la cathode. Le plomb (Pb) est alors réduit en ions Pb2+.
A l’anode : Le plomb (Pb) est oxydé en ions Pb2+ libérant 2 électrons. Ces deux électrons sont directement consommés par les ions H3O+. Les ions H3O+ sont alors réduits dégageant du dihydrogène gazeux (H2).




De ce fait, l'électrolyse de l'eau induit une baisse de performance pendant la décharge car une partie des électrons produits par la réaction principale sert à enclencher l’électrolyse de l’eau et non à alimenter les charges électriques.

Egalement, lorsque la batterie est déconnecté, la tension induite par les électrodes est suffisante pour forcer l'électrolyse de l'eau et provoquer ainsi l'auto-décharge.



L'auto-décharge d'une batterie présente donc deux conséquences préjudiciables :
  • Lorsque la batterie est déconnectée (circuit ouvert), elle s'auto-décharge. Ainsi, une batterie chargée qui ne serait pas sollicité se retrouve complètement déchargée au bout de plusieurs mois.

    Nous donnons ci-dessous les temps d'auto-décharge typique d'une batterie au repos (en circuit ouvert) en fonction de la température ambiante :

    Temps d'auto-décharge des batteries au plomb en fonction de la température ambiante
    Temps d'auto-décharge des batteries au plomb en fonction de la température ambiante. Les batteries au plomb s'auto-décharge d'autant plus vite que la température ambiante est élevée. Le taux d'auto-décharge des batteries actuelles, en terme de perte de capacité, est réduit en moyenne entre 2 % et 5 % par mois (à 20°C).


  • La capacité de la batterie diminue. En effet, même lorsque la batterie alimente un récepteur électrique, les réactions secondaires se produisent.