La fonction de la batterie au sein de la voiture est intuitive : elle sert à stocker l’énergie électrique nécessaire à l’allumage du démarreur et permet au système électrique de fonctionner. Voyons en détail sa nomenclature et son fonctionnement.
Structure de la batterie de voiture
La batterie est un dispositif qui fonctionne grâce à un processus chimique, comme une pile rechargeable ; elle comprend une électrode positive et une électrode négative, plongées dans de l’acide sulfurique dilué dans de l’eau. Reliée à une dynamo, elle se recharge lorsque le véhicule roule.
L’invention de ce dispositif, également appelé « accumulateur au plomb-acide », remonte à la seconde moitié du XIXe siècle. L’utilisation de ces deux matériaux peu coûteux lui a permis de connaître un succès durable. Les plaques en plomb qui la composent la rendent très lourde.
La cellule de la batterie accueille les deux électrodes, espacées par un séparateur. L’électrode positive comprend une plaque positive (masse active), constituée de dioxyde de plomb et plongée dans l’électrolyte, et une grille, elle aussi positive, composée d’un alliage de plomb, qui a pour fonction d’accueillir la masse active et de conduire l’électricité. L’électrode négative se compose d’une plaque négative en plomb pur (masse active) plongée dans l’électrolyte. La grille négative, en alliage de plomb, joue le même rôle que la grille positive.
L’électrolyte dans lequel les électrodes sont plongées est constitué d’acide sulfurique et d’eau distillée et se dissocie en ions de charge opposée ; il peut être liquide, gélifié ou absorbé par un feutre.
En général, la batterie comprend un montage en série de six cellules, chacune présentant une tension nominale de 2 V ; la tension produite à pleine charge est de 12,72 V. Les cellules se trouvent à l’intérieur d’un boîtier en plastique capable de résister aux acides.
Pour les anciennes batteries, un appoint d’eau devait être effectué. Celles-ci étaient donc dotées de bouchons afin de faciliter l’opération. Il n’est pas nécessaire de procéder à ce type d’entretien sur les nouvelles batteries.
Fonctionnement de la batterie
La batterie stocke l’énergie sous forme chimique et la reconvertit en énergie électrique ; dans ce processus électrochimique, elle exploite la réaction entre oxygène, hydrogène, plomb et soufre.
L’électrolyte se dissocie en ions d’hydrogène positifs et en ions de sulfate négatifs. Un utilisateur externe facilite le passage des électrons entre l’électrode négative et l’électrode positive. Ce flux doit être compensé par un passage supplémentaire de l’électrolyte vers l’électrode négative, ce qui déclenche une réaction avec le plomb et forme du sulfate de plomb.
Le sulfate de plomb est également présent sur l’électrode positive. L’oxygène se lie au dioxyde de plomb et passe à l’électrolyte. Le sulfate présent dans ce dernier se lie au plomb restant.
La réaction entre l’oxygène et l’hydrogène génère de l’eau. La concentration en acide sulfurique diminue en raison du sulfate de plomb : la solution électrolyte baisse également et la recharge de la batterie est nécessaire. Lors de cette phase, les processus se produisent exactement à l’inverse. La charge de la batterie entraîne des pertes, ce qui limite son utilisation, avec une durée de vie comprise entre 4 et 5 ans.
