Influence de la composition des plaquettes en plomb (Pb) et du milieu sur le processus de charge et de décharge des batteries plomb-acide

Abstract

Les trois grands domaines d’application des batteries au plomb-acide sont : les batteries de démarrage, les batteries de traction et les batteries stationnaires. La conservation de l'environnement et les évolutions des marchés, notamment celui de l’énergie, ouvrent de nouvelles applications de stockage par accumulateur au plomb acide : transports électriques, énergies renouvelables dont éolien et photovoltaïque, stockage réseau, secours...etc. Dans la plupart des cas, les contraintes d’application et l’amélioration des performances des batteries plomb-acide mènent à revoir profondément les mécanismes qui se déroule aux interfaces : collecteur de courant/matière active/électrolyte. Dans ce travail, nous avons mené différentes études sur les batteries au plomb-acide par des techniques électrochimiques : amélioration des performances des électrodes positives et négatives en ayant recours à l’ajout des molécules de surfactants à base des phosphonates à l’électrolyte de la batterie. L’ensemble des résultats a convergé vers une unique conclusion, à savoir que les plaques négatives et positives en cycles charge/décharge sont principalement limitées par les phénomènes de passivation, la corrosion, l’isolation électrique et ionique. La formation de PbSO4 sur les matières actives est un facteur responsable de la perte progressive du surface active des électrodes et de la perte prématurée de la capacité de l’accumulateur au plomb. Ces travaux montrent plusieurs avantages en termes d’amélioration importante de performance des plaques positives et négatives en cycles charge/décharge et la diminution de la sulfatation des cellules, qui conduit à l’augmentation de la surface spécifique des matières actives et à l’augmentation de la durée de vie des batteries. En plus, ces travaux de thèse vont permettre d’approfondir les connaissances sur la fabrication et le mécanisme de charge/décharge de l’accumulateur plomb-acide à des propriétés améliorées