Ce processus est illustré sur le schéma ci-dessous: L'anode en plomb perd donc petit à petit sa masse. Egalement la masse d'oxyde de plomb (PbO 2) diminue: Pourquoi la cathode est-elle constituée également de plomb? Les électrodes des batteries (qui se présentent sous la forme de grille), doivent présenter une bonne tenue à la corrosion en milieu acide sulfurique et une bonne conductivité électrique. Le plomb est l'un des seuls matériaux à disposer de ces propriétés (en plus de la tenue mécanique). En effet, l'oxyde de plomb présente une conductivité électrique de Ω -1 -1. Quant au plomb, sa conductivité est presque 200 fois supérieure: 48 000 Ω -1 -1. De ce fait, la cathode est en plomb avec une couche superficielle en oxyde de plomb. Accumulateur au plomb termite. C'est bien l'oxyde de plomb qui participe aux réactions chimiques. Les fabricants ainsi que les organisme de recherche travaillent plutôt sur des cathodes en alliages de plomb (plomb-antimoine, plomb-étain, plomb-calcium-étain, etc). Décharge profonde & Phénomène de sulfatation d'une batterie acide-plomb Les batteries acide-plomb sont vulnérables aux décharges profondes.
En effet, le sulfate de plomb se présente sous la forme de cristaux solide qui viennent s'agréger au niveau des électrodes. Ce phénomène se développe au cours des cycles de charge/décharge, et s'amplifie d'autant plus que la décharge est profonde. A terme, une couche isolante de sulfate de plomb apparaît et empêche les réactions chimiques de se produire. L'accumulateur voit sa capacité fortement diminuer, et à terme devient inutilisable. Par capillarité, le sulfate de plomb s'infiltre et remonte jusqu'aux bornes de la batterie C'est pour cette raison qu'il est proscrit d'effectuer des décharges profondes à répétition. Accumulateur au plomb constante d'équilibre. La limite de décharge est donc limitée à environ 70%. Autodécharge des batteries acide-plomb Les batteries au plomb sont soumises à de phénomènes d'autodécharge. L'origine de l'autodécharge provient des réactions d'oxydoréductions secondaires se produisant au niveau des électrodes. Contrairement à ce qui se passe au cours d'une décharge normale, les échanges d'électrons ont lieu entre oxydants et réducteurs d'une même électrode, sans transport de charge à travers l'électrolyte et donc sans génération de courant.
Dans une batterie acide-plomb, les couples oxydants-réducteurs mis en jeu sont les couples PbO 2 /Pb 2+ et Pb 2+ /Pb, dont les potentiels sont indiqués ci-dessous (par rapport à la référence H+/H 2): Ainsi, l'oxydant le plus fort est l'oxyde de plomb (PbO 2). Celui-ci va se réduire en l'ion Pb 2+ selon la demi-équation de réduction suivante: PbO 2 + 4 H 3 + + + 2 e- → Pb 2+ + 6 H 2 O (1) De même, le réducteur le plus fort est le plomb (Pb). Celui-ci va s'oxyder en l'ion Pb 2+ selon la demi-équation d'oxydation suivante: Pb → Pb 2+ + 2 e- (2) On obtient la réaction d'oxydoréduction suivante: PbO 2 + 4 H 3 + + + Pb + 2 e- → Pb 2+ + 6 H 2 O + Pb 2+ + 2 e- Certains éléments s'annulent de part et d'autres de l'équation, et on obtient finalement: PbO 2 + 4 H 3 + + + Pb → 2 Pb 2+ + 6 H 2 O Nous constatons que la réaction d'oxydation (2) libère un électron. Accumulateur au plomb. Cet électron peut être utilisé par l'oxyde de plomb (PbO 2) afin d'enclencher la réaction de réduction (1). Pour cela, on réalise une connexion électrique entre l'anode et la cathode permettant la circulation des électrons.
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