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Batterie au plomb-acide

1859
  • Gaston Planté
Batterie plomb-acide avec électrodes en plomb et en dioxyde de plomb dans un électrolyte d'acide sulfurique, électrochimie.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La batterie plomb-acide est la première batterie rechargeable, inventée par Gaston Planté en 1859. Elle fonctionne avec une anode en plomb (Pb) et une cathode en dioxyde de plomb (PbO₂) immergées dans un électrolyte d'acide sulfurique (H₂SO₄). Lors de la décharge, les deux électrodes se transforment en sulfate de plomb (PbSO₄), un processus inversé lors de la charge, permettant ainsi le stockage et la réutilisation de l'énergie.

La batterie plomb-acide est une invention fondamentale dans le domaine du stockage de l'énergie électrique. La conception du physicien français Gaston Planté en 1859 était simple mais efficace. Elle consistait en deux feuilles de plomb séparées par des bandes de caoutchouc, enroulées en spirale et immergées dans une solution d'acide sulfurique. Sa nouveauté réside dans sa réversibilité. Contrairement aux piles primaires de l'époque, elle pouvait être rechargée en y faisant passer un courant inverse.

Les réactions électrochimiques sont la clé de son fonctionnement. À l'électrode négative (anode), le plomb réagit avec les ions sulfate de l'électrolyte : [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) à droite PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. À l'électrode positive (cathode), le dioxyde de plomb réagit avec l'hydrogène et les ions sulfate : [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- à droite PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. Pendant la charge, ces réactions sont inversées. La formation et la dissolution du sulfate de plomb sur les électrodes constituent le principal mécanisme de stockage et de libération de l'énergie. Malgré sa faible densité énergétique et les préoccupations environnementales liées au plomb, son faible coût, sa fiabilité et sa capacité de surtension élevée ont permis de maintenir son utilisation à grande échelle, en particulier dans les applications automobiles.

UNESCO Nomenclature: 2204
- Électrochimie

Taper

Dispositif physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • L'invention de la pile voltaïque par Alessandro Volta (1800)
  • Lois de l'électrolyse de Michael Faraday (1834)
  • compréhension des cellules électrochimiques et de la corrosion galvanique

Applications

  • batteries de démarrage, d'éclairage et d'allumage automobiles (SLI)
  • alimentations sans interruption (UPS)
  • éclairage de secours
  • stockage d'énergie du réseau
  • sous-marins

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Voir aussi : plomb-acide, Gaston Planté, batterie rechargeable, électrochimie, acide sulfurique, dioxyde de plomb, anode, cathode, stockage d'énergie, batterie SLI.

Contexte historique

Batterie au plomb-acide

1850
1851
1854
1859
1861
1865
1868
1850
1851
1852
1859
1860
1861
1865
1869

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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