Diferitele baterii - Jurnal de rezervă și reparații
Dominația bateriilor plumb-acid
Bateria plumb-acid, inventată de fizicianul francez Gaston Planté în 1839, a dominat funcția unui acumulator electric de mai bine de jumătate de secol. Electricitatea este stocată chimic între o placă de plumb maro pozitivă și o altă plumb negativ de culoare gri. Întregul este scăldat într-un amestec lichid de acid sulfuric și apă numit electrolit. Rolul său este de a conduce ionii între cele două plăci și direcția deplasării lor depinde de situația de încărcare sau descărcare. Plăcile generează o tensiune de 2 volți. Un element de 2 V constă din mai multe plăci conectate în paralel și 6 elemente partiționate conectate în serie generează 12 V între cele două terminale externe.
Baterie încărcată, electrolitul are o densitate de 1,28 kg/litru. La descărcare, acesta se epuizează de ioni și densitatea acestuia scade la aproximativ 1,10 kg/l. Dacă bateria este echipată cu un orificiu de umplere, utilizarea unui hidrometru permite o estimare ușoară a stării de încărcare (este necesar să se protejeze împotriva riscului de stropi de acid), dar această indicație rămâne totuși imprecisă, deoarece nu ia în contează temperatura și stratificarea acidului (mai multe straturi de densitate diferită), precum și uzura și demineralizarea plăcilor.
Două fenomene pot interfera cu buna funcționare a bateriei. Sulfatul de plumb se depune pe plăci în timpul descărcării și dispare odată cu reîncărcarea. Dacă bateria rămâne descărcată mult timp, cristalele de sulfat de plumb se întăresc și nu se pot dizolva în timpul reîncărcării. Această sulfatare izolează unele dintre plăci și performanța acumulatorului este redusă. Deci, este mai bine să stocați o baterie încărcată.
Al doilea fenomen este pierderea de apă din electrolit din cauza unei încărcări prea intense. O parte din apă este transformată în gaz (oxigen și hidrogen). Dacă bateria are un orificiu de degazare (VRLA - Valve Regulated Lead Acid), gazele vor scăpa și va fi necesar să se ridice nivelul ocazional. În așa-numitele baterii sigilate sau fără întreținere - deci fără posibilitatea suplimentării - gazele se transformă din nou în apă, cu excepția cazului unei presiuni prea mari care ar fi condus la deschiderea unei supape de siguranță.
Bateriile sigilate sunt în general plumb-calciu pentru a reduce vaporizarea apei. Volumul rezervorului este, de asemenea, mai mare pentru a limita presiunea în timpul vaporizării și pentru a se asigura că electrolitul acoperă plăcile în orice moment. Alte baterii au plăci pozitive care conțin staniu și argint pentru a reduce coroziunea la temperaturi ridicate și/sau plăci subțiri turnate, care îmbunătățesc funcționarea la temperaturi foarte scăzute.
Baterii cu gel și AGM
Evoluțiile tehnice au condus la alte două tipuri de baterii cu plumb acid. Cei numiți Gel folosesc un electrolit de gel care face posibilă plasarea bateriei cu mai puține constrângeri de poziții, deoarece nu se mai tem de scurgeri. În plus, acceptă un număr mai mare de cicluri de încărcare și descărcări mai profunde. Scurgerile electrice interne (auto-descărcare) sunt, de asemenea, mai mici. Aceste baterii sunt utilizate, de exemplu, atunci când sunt adăpostite în habitaclu.
Bateria AGM (Absorbent Glass Mat) constă din electrolit îmbibat într-un covor microporos din fibră de sticlă. Rezistența sa internă este extrem de redusă și degajă foarte puțină căldură, ceea ce permite o reacție chimică deosebit de rapidă. Oferă de trei ori rezistența la ciclurile de încărcare decât cele convenționale. Bateria AGM este utilizată din ce în ce mai mult în automobil datorită funcției Stop-Start de tăiere/repornire automată a motorului (în prezent aproape 70% din vehiculele vândute în Europa) și a alternatorului controlat de ECU-ul motorului care impune o mare flexibilitate în tarifele de încărcare și descărcare. În acest caz, bateria este monitorizată de un microcomputer plasat pe un șunt al terminalului negativ pentru a măsura tensiunea, curentul și temperatura.