Principe de fonctionnement des chargeurs de batterie au plomb-acide

Dans une batterie au plomb-acide, l'anode (PbO2) et la cathode (Pb) sont immergées dans un électrolyte (acide sulfurique dilué). Un courant de 2 V est généré entre les deux électrodes. Ceci est basé sur le principe des batteries au plomb-acide. Lors de la charge et de la décharge, l'anode, la cathode et l'électrolyte subissent les changements suivants : dans le premier cas du sulfate de plomb, l'état d'oxydation du plomb augmente et il est oxydé, des charges positives circulant dans l'électrode positive ; dans le deuxième cas du sulfate de plomb, l'état d'oxydation du plomb diminue, et il est réduit, des charges négatives circulant dans l'électrode négative.

1. Modifications chimiques pendant la décharge
Lorsque la batterie est connectée à un circuit externe pour la décharge, l'acide sulfurique dilué réagit avec les matériaux actifs présents sur les plaques anodiques et cathodiques pour former un nouveau composé, le « sulfate de plomb ». Lors de la décharge, de l'acide sulfurique est libéré de l'électrolyte. Plus la décharge est longue, plus la concentration d'acide sulfurique devient diluée. La quantité d'acide sulfurique consommée est proportionnelle à la quantité rejetée. En mesurant la concentration d'acide sulfurique dans l'électrolyte, c'est-à-dire sa densité, la quantité de décharge ou de charge restante peut être déterminée.

2. Modifications chimiques pendant la charge
Pendant le chargement, le sulfate de plomb produit sur les plaques anodiques et cathodiques est décomposé et réduit en acide sulfurique, plomb et peroxyde de plomb. Par conséquent, la concentration de l’électrolyte dans la batterie augmente progressivement, ce qui signifie que la densité de l’électrolyte augmente et qu’elle revient progressivement à la concentration d’avant la décharge. Ce changement indique que les matériaux actifs de la batterie ont été réduits à un état où ils peuvent à nouveau fournir de l'énergie. Lorsque le sulfate de plomb des deux électrodes est réduit à ses matières actives d'origine, la charge est terminée. L'hydrogène est produit au niveau de la plaque cathodique et l'oxygène est produit au niveau de la plaque anodique. Lors de la dernière étape de charge, presque tout le courant est utilisé pour l’électrolyse de l’eau, réduisant ainsi le niveau d’électrolyte. À ce stade, il convient de le remplir d’eau pure.