Que signifie "batterie AGM" ?
Que signifie l’expression « batterie AGM » ? Voyons d’abord ce que signifie l’acronyme AGM. Batterie AGM forme complète: C’est l’abréviation du terme Absorbent Glass Mat, une feuille blanche fragile, très poreuse et ressemblant à du papier, découpée en rouleaux, constituée de fines fibres poreuses de verre borosilicate et utilisée comme séparateur de batterie est un type de batterie au plomb appelé batterie AGM batterie au plomb à régulation par soupape (VRLAB). En clair, il s’agit d’un séparateur de batterie poreux. Une batterie assemblée avec un séparateur AGM est appelée une batterie AGM.
Séparateur de batterie AGM
Applications des batteries AGM
La batterie VRLA AGM est utilisée pour toutes les applications où l’absence de déversement et de fumées est requise. Cette batterie est disponible dans toutes les tailles, de 0,8 Ah (12 V) à des centaines d’Ah, dans des configurations de 2 V à 12 V. Toute valeur de tension peut être offerte par une combinaison de piles/batteries de 2 V ou 4 V ou 6 V ou 12 V. Ils sont utilisés dans diverses applications telles que les applications solaires photovoltaïques (SPV), les systèmes d’alimentation sans interruption (UPS), les dispositifs de communication, les systèmes d’éclairage d’urgence, les robots, les dispositifs de contrôle industriel, les dispositifs d’automatisation industrielle, les équipements de lutte contre l’incendie, la télévision à accès communautaire (CATV), les dispositifs de communication optique, les stations de base des systèmes de téléphonie mobile (PHS), les stations de base des microcellules, les systèmes de prévention des catastrophes et des crimes, etc.
Batterie AGM contre batterie noyée
Les batteries inondées mal entretenues ne peuvent pas offrir la durée de vie attendue.
L’inondation conventionnelle des batteries au plomb nécessite le respect de certaines procédures d’entretien. Ils le sont :
- Maintenez le dessus de la batterie propre et sec, exempt de poussière et de gouttes d’acide.
- Maintenir le niveau de l’électrolyte (dans le cas d’une batterie noyée) au niveau approprié en faisant l’appoint avec de l’eau homologuée.
Cette diminution du niveau de l’électrolyte est due à l’électrolyse (décomposition par l’électricité) de l’eau qui se produit vers la fin de la recharge lorsqu’une partie de l’eau contenue dans l’acide dilué se dissocie en hydrogène et en oxygène selon la réaction suivante et est évacuée dans l’atmosphère de manière stœchiométrique :
2H2O →2H2 ↑ + O2 ↑
La batterie au plomb contient de l’acide sulfurique dilué comme électrolyte et les bornes d’une batterie conventionnelle ainsi que les pièces externes telles que le bac, les connecteurs inter-cellules, les couvercles, etc. reçoivent une sorte de projection d’acide et sont également recouvertes de poussière. Les bornes doivent être maintenues propres en les essuyant avec un chiffon humide et en appliquant périodiquement de la vaseline blanche afin d’éviter toute corrosion entre les bornes et le câble qui y est connecté.
Le produit de la corrosion est de couleur bleutée en raison de la formation de sulfate de cuivre provenant des bornes en laiton. Si les connecteurs sont en acier, le produit de la corrosion aura une couleur bleu-verdâtre, due au sulfate ferreux. Si le produit est de couleur blanche, cela peut être dû au sulfate de plomb (par sulfatation) ou à la corrosion des connecteurs en aluminium.
En outre, des gaz chargés de fumées acides émanent de la batterie pendant la charge. Ces fumées affecteront les équipements environnants ainsi que l’atmosphère.
Le consommateur pense qu’il s’agit d’une procédure fastidieuse et souhaite une batterie exempte de ces travaux d’entretien. Les scientifiques et les ingénieurs ont commencé à réfléchir à cette question et la recherche de méthodes permettant d’éviter ces procédures a débuté à la fin des années 1960. Ce n’est qu’à la fin des années 1960 que les véritables batteries « sans entretien » ont été commercialisées. Les cellules scellées au nickel-cadmium ont été le précurseur du VRLAB.
Les travaux de R & D sur les petites cellules cylindriques plomb-acide contenant des électrodes enroulées en spirale ont commencé en 1967 dans les laboratoires de Gates Corporation, aux États-Unis, par John Devitt. En 1968, Donald H. McClelland le rejoint. Quatre ans plus tard, en 1971, les produits résultants ont été proposés à la vente : une cellule de taille équivalente à la cellule D conventionnelle en dioxyde de manganèse et une autre ayant une capacité deux fois supérieure ont été proposées commercialement par Gates Energy Products Denver, CO, USA. [J. Devitt, J Power Sources 64 (1997) 153-156]. Donald. H. D.H. McClelland et John L. Devitt de Gates Corporation, USA, ont décrit pour la première fois une batterie plomb-acide étanche commerciale basée sur le principe du cycle de l’oxygène [D.H. McClelland et J. L. Devitt US Pat. 3862861 (1975)].
Simultanément, deux technologies, l’une basée sur l’électrolyte gélifié (GE) et l’autre sur l’AGM, ont été développées, la première en Allemagne et la seconde aux États-Unis, au Japon et en Europe.
Au début, les batteries au plomb régulées par des valves étaient appelées batteries « sans entretien », batteries sans électrolyte, batteries étanches, etc. En raison d’un grand nombre de litiges entre les consommateurs et les fabricants concernant l’utilisation du terme « sans entretien », le terme « régulé par vanne », actuellement utilisé, a été largement accepté. Étant donné que la batterie VR possède des valves de libération de pression à sens unique, l’utilisation du terme « scellé » est également déconseillée.
Quelle est la différence entre une batterie AGM et une batterie standard ?
Une batterie AGM et une batterie ordinaire ou standard utilisent un type de plaques similaire, le plus souvent des plaques plates. C’est la seule similitude. Certaines batteries noyées utilisent également des plaques tubulaires.
Une batterie standard ou conventionnelle ou inondée est entièrement différente de la batterie AGM dans le sens où cette dernière n’a pas d’électrolyte liquide libre, où le niveau d’électrolyte doit être maintenu en ajoutant périodiquement de l’eau approuvée pour compenser la perte d’eau due à l’électrolyse. En revanche, dans la batterie AGM, qui est une batterie au plomb-acide à régulation par soupape (VRLA), cette exigence n’existe pas. Les réactions uniques qui se produisent dans les cellules VR prennent en charge la perte en suivant ce que l’on appelle un « cycle interne de l’oxygène ». C’est la principale différence.
Pour le fonctionnement du cycle de l’oxygène, la batterie AGM dispose d’une valve de libération à sens unique. Un bouchon en caoutchouc spécial recouvre un tube d’échappement cylindrique. Lorsque la pression interne de la batterie atteint la limite, la soupape se soulève (s’ouvre) pour libérer les gaz accumulés et avant d’atteindre la pression atmosphérique, la soupape se ferme et reste ainsi jusqu’à ce que la pression interne dépasse à nouveau la pression de l’évent. La fonction de cette vanne est multiple. (i) Pour empêcher la pénétration accidentelle d’air indésirable dans l’atmosphère, ce qui entraîne le rejet de NAM. (ii) pour le transport efficace, sous l’effet de la pression, de l’oxygène du PAM au NAM, et (iii) pour protéger la batterie contre une explosion inattendue ; celle-ci peut être provoquée par une charge abusive.
Dans une batterie AGM, la totalité de l’électrolyte est retenue uniquement dans les plaques et le séparateur AGM. Il n’y a donc aucun risque de déversement de l’électrolyte corrosif, l’acide sulfurique dilué. Pour cette raison, la batterie AGM peut être utilisée sur n’importe quel côté, sauf à l’envers. Mais la batterie noyée ne peut être utilisée qu’en position verticale. Lors du soutirage des batteries VRLA, l’opération de relevé de la tension devient plus facile dans le cas de batteries haute tension et haute capacité.
Pendant les opérations normales du VRLAB, les émissions de gaz sont négligeables ou nulles. Il est donc « convivial ». La batterie AGM peut donc être intégrée dans l’équipement électronique. Un bon exemple est l’onduleur d’un ordinateur personnel, qui utilise normalement une batterie VRLA de 12V 7Ah. Pour cette raison, les exigences en matière de ventilation des batteries VRLA AGM ne représentent que 25 % de celles des batteries noyées.
Par rapport aux batteries VR gélifiées ou AGM VR, la version inondée souffre du phénomène de stratification de l’électrolyte. Il est négligeable dans les batteries gélifiées et dans le cas des batteries AGM, il n’est pas aussi grave que dans les batteries inondées. De ce fait, l’utilisation non uniforme des matériaux actifs est éliminée ou réduite, ce qui prolonge la durée de vie des batteries.
Le processus de fabrication de la batterie AGM implique une compression efficace des éléments de la cellule pour supprimer l’augmentation de la résistance pendant la durée de vie de la batterie. Un effet concomitant est une diminution du taux de chute de la capacité pendant le cycle/la vie. Cela est dû au fait que l’on évite le délestage dû aux effets de compression.
Les batteries VRLA sont des batteries prêtes à l’emploi. Il est très facile à installer, ce qui permet d’éviter le remplissage initial et la charge initiale, qui sont longs et fastidieux, et de réduire au minimum le temps nécessaire à l’installation.
Des matériaux très purs sont utilisés dans la fabrication des batteries VRLA. Grâce à cet aspect et à l’utilisation d’un séparateur AGM, la perte due à l’autodécharge est très faible. Par exemple, la perte est inférieure à 0,1 % par jour dans le cas d’une batterie AGM alors qu’elle est de 0,7 à 1,0 % par jour pour les cellules inondées. Par conséquent, la batterie AGM peut être stockée pendant de longues périodes sans qu’il soit nécessaire de rafraîchir la charge. En fonction de la température ambiante, la batterie AGM peut être stockée sans charge jusqu’à 6 mois (20ºC à 40ºC), 9 mois (20ºC à 30ºC) et 1 an si elle est inférieure à 20ºC. [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]
Adapté de la référence Furukawa
| Température de stockage (ºC) | Inondé | Inondé | Inondé | VRLA | VRLA | VRLA |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Période de stockage (mois) | Maintien de la capacité (pour cent) | Perte de capacité (pour cent) | Période de stockage (mois) | Maintien de la capacité (pour cent) | Perte de capacité (pour cent) | |
| 40 | - | - | - | 6 | 40 | 60 |
| 40 | 3 | 35 | 65 | 3 | 70 | 30 |
| 40 | 2 | 50 | 50 | 2 | 80 | 20 |
| 40 | 1 | 75 | 25 | 1 | 90 | 10 |
| 25 | - | - | - | 13 | 60 | 40 |
| 25 | 6 | 55 | 45 | 6 | 82 | 18 |
| 25 | 5 | 60 | 40 | 5 | 85 | 15 |
| 25 | 4 | 70 | 30 | 4 | 88 | 12 |
| 25 | 3 | 75 | 25 | 3 | 90 | 10 |
| 25 | 1 | 90 | 10 | 1 | 97 | 3 |
| 10 | - | - | - | 12 | 85 | 15 |
| 10 | - | - | - | 9 | 90 | 10 |
Fait amusant étonnant - la conception des batteries AGM
La batterie AGM peut être conçue pour survivre à un test de court-circuit de 30 jours et, après recharge, avoir pratiquement la même capacité qu’avant le test. Rand p. 436 Wagner
Une batterie AGM est-elle identique à une batterie au gel ?
Même si ces deux types de batteries appartiennent au type de batterie à régulation par soupape (VR), la principale différence entre ces deux types est l’électrolyte. L’AGM est utilisé comme séparateur dans les batteries AGM, dans lesquelles la totalité de l’électrolyte est contenue dans les pores des plaques et dans les pores du séparateur AGM très poreux. La porosité typique d’un séparateur AGM est de 90 à 95 %. Aucun séparateur supplémentaire n’est utilisé. Lors du remplissage de l’électrolyte et du traitement ultérieur, on veille à ce que l’AGM ne soit pas saturé par l’électrolyte et qu’il y ait au moins 5 % de vides sans être remplis d’acide. Ceci afin de faciliter le fonctionnement du cycle de l’oxygène.
Batterie AGM ou gel
L’oxygène est transporté de la plaque positive à la plaque négative en passant par le séparateur pendant la charge. Ce transport ne peut se faire efficacement que si le séparateur n’est pas entièrement saturé. Un niveau de saturation de 95 % ou moins est préférable. (POROSITÉ : C’est le rapport en pourcentage du volume des pores dans l’AGM sur le volume total du matériau, y compris les pores).
Mais dans la batterie à électrolyte gélifié, l’électrolyte est mélangé à de la poudre de silice pyrogénée pour l’immobiliser, de sorte que la batterie à gel devient non déversable. Le séparateur est de type polychlorure de vinyle (PVC) ou cellulosique. Ici, l’oxygène gazeux diffuse à travers les fissures et les craquelures de la matrice de gel. Une batterie au gel peut être construite avec des plaques de type collé ou de type tubulaire. Les deux types de batteries au gel ont une soupape de décharge unidirectionnelle et fonctionnent selon le principe du « cycle interne de l’oxygène ».
Dans les deux types de batteries VRLA, un espace vide suffisant est laissé pour permettre le transport rapide de l’oxygène à travers la phase gazeuse. Seule une fine couche de mouillage à la surface de l’électrode négative doit être imprégnée d’oxygène dissous, et l’efficacité du cycle interne de l’oxygène est proche de 100 %. Lorsqu’une batterie est initialement saturée en électrolyte, elle entrave le transport rapide de l’oxygène, ce qui entraîne une augmentation de la perte d’eau. Lors du cycle, une telle cellule « humide » produit un cycle interne d’oxygène efficace.
Pour la plupart des applications, les différences entre les deux types de batteries VRLA sont marginales. Lorsque l’on compare des batteries de même taille et de même conception, la résistance interne de la batterie au gel est légèrement supérieure, principalement en raison du séparateur conventionnel. Les batteries AGM ont une résistance interne plus faible et sont donc préférées pour les applications à forte charge. [D. Berndt, J Power Sources 95 (2001) 2].
Dans une batterie au gel, par contre, l’acide est plus fortement lié et l’influence de la gravité est donc presque négligeable. Ainsi, les batteries au gel ne présentent pas de stratification de l’acide. En général, elles sont supérieures dans les applications cycliques, et les cellules gel hautes peuvent également être utilisées en position verticale, alors que pour les batteries AGM hautes, il est généralement recommandé de limiter la hauteur du séparateur à environ 30 cm en position horizontale.
Dans un électrolyte gélifié, la plupart de l’oxygène doit entourer le séparateur. Le séparateur polymère agit comme une barrière pour le transport de l’oxygène et réduit le taux de transport. C’est l’une des raisons pour lesquelles le taux maximal du cycle interne de l’oxygène est plus faible dans une batterie au gel.
Une autre raison peut être qu’une certaine partie de la surface est masquée par le gel. Les chiffres approximatifs pour ce taux maximum sont de 10 A/100 Ah dans une batterie AGM et de 1,5A/100Ah dans une batterie au gel. Un courant de charge qui dépasse ce maximum provoque l’échappement du gaz comme dans une batterie ventilée. Mais cette limitation n’influence normalement pas le comportement de charge ou de flottement, puisque les batteries VR au plomb sont chargées à une tension constante, et les taux de surcharge sont bien inférieurs à, 1A/100 Ah, même à 2,4V par cellule. Le taux maximal plus limité du cycle interne de l’oxygène dans les batteries au gel offre même l’avantage que les batteries au gel sont moins sensibles à l’emballement thermique en cas de surcharge à une tension trop élevée.
Les batteries au gel sont plus résistantes à la tendance à l’emballement thermique que les cellules AGM. Dans une expérience avec des batteries similaires au gel et AGM (6V/68Ah), les résultats suivants sont rapportés par Rusch et ses collaborateurs[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]. Après avoir fait vieillir artificiellement les batteries par surcharge pour qu’elles perdent 10 % de leur teneur en eau, les cellules ont été soumises à un dégagement de chaleur accru par une charge à 2,6 volts par cellule dans un espace restreint. La batterie au gel avait un courant équivalent de 1,5-2,0 A alors que la batterie AGM avait un courant équivalent de 8-10 A (évolution thermique six fois plus élevée).
La température de la batterie AGM était de 100ºC, tandis que celle de la version au gel est restée inférieure à 50ºC. Par conséquent, la tension d’entretien des batteries au gel peut être maintenue à un niveau plus élevé jusqu’à 50ºC sans aucun danger d’emballement thermique. Cela permet également de maintenir la plaque négative en bonne charge à des températures plus élevées.
La batterie AGM utilise des plaques dont la hauteur maximale est généralement de 30 à 40 cm. Si des plaques plus hautes sont utilisées, alors la batterie AGM doit être utilisée sur ses côtés. Mais dans une batterie au gel, il n’y a pas de telles restrictions de hauteur. Des cellules de gel sous-marines avec une hauteur de plaque de 1000 mm (1 mètre) sont déjà utilisées.
La batterie AGM est préférée pour les applications à courant élevé et de courte durée. Le coût de fabrication d’une batterie AGM est plus élevé que celui d’une batterie au gel à régulation par soupape, pour une capacité élevée. Mais, les cellules de gel sont éminemment adaptées à des temps de décharge plus longs et donnent plus de puissance par unité monétaire.
La conception de la plaque plate VRLA (OGiV) a les mêmes caractéristiques que la conception de la plaque plate inondée. Ils sont préférables pour des temps de pontage courts.
Au rythme de 10 minutes, la puissance produite par rapport au coût de fabrication est 30 % plus élevée que celle de la conception tubulaire VRLA gel (OPzV), tandis qu’à des temps de décharge plus longs (plus de 30 minutes), la conception tubulaire VR gel OPzV donne plus de puissance par $. Au taux de 3h, l’OPzV donne une puissance supérieure de 15% par $. Dans la région de 3 h à 10 h, la OPzS tubulaire inondée donne 10 à 20% de puissance par $ de plus que la batterie OPzV, tandis que dans la région importante entre 30 min et 100 min, la OPzS tubulaire inondée donne la même puissance par $ que la OPzV tubulaire gel VRLA.
Qu'est-ce que le "cycle interne de l'oxygène" dans une batterie AGM ?
Dans une pile noyée, les gaz dégagés lors d’une surcharge sont évacués dans l’atmosphère. Mais dans une batterie à régulation par soupape, le dégagement de gaz est négligeable en raison de certaines réactions qui se produisent sur les deux plaques. Lors de la surcharge d’une cellule VR, l’oxygène dégagé par la plaque positive passe à travers les pores non saturés de l’AGM (ou les fissures de l’électrolyte gélifié), atteint les plaques négatives et se combine avec le plomb de la plaque négative pour former de l’oxyde de plomb. L’oxyde de plomb a une grande affinité avec l’acide sulfurique et se transforme immédiatement en plomb.
Lors de la fabrication des cellules VRLA, l’acide est rempli par quantité calculée.
Une fois le processus de formation terminé, l’électrolyte excédentaire (le cas échéant) est éliminé des cellules par un processus de cyclage. Au début du cycle (lorsque les cellules sont remplies de plus de 96 % de pores), le cycle de l’oxygène fonctionne avec une faible efficacité, ce qui entraîne une perte d’eau. Lorsque le niveau de saturation des électrolytes passe en dessous de 96 %, l’efficacité du cycle de l’oxygène augmente, ce qui réduit la perte d’eau.
L’oxygène gazeux et les ions H+ produits pendant la charge d’une batterie VR (Réaction A) passe par les pores non saturés du séparateur AGM ou par les fissures de la structure de l’électrolyte gélifié et atteint la plaque négative où il se combine avec le plomb actif pour former du PbO, qui se transforme en PbSO4. De l’eau se forme également au cours de ce processus (Réaction B) ainsi qu’une certaine production de chaleur.
(Dans une batterie plomb-acide inondée, cette diffusion des gaz est un processus lent, et tous les H2 et O2 sont évacués. Une partie du courant de charge va à la réaction de charge utile, tandis qu’une petite partie du courant est utilisée dans les réactions du cycle de l’oxygène. Le résultat net est que l’eau, plutôt que d’être libérée de la pile, est soumise à un cycle électrochimique pour absorber l’excès de courant de surcharge au-delà de celui utilisé pour les réactions de charge).
Le PbSO4 est transformé en Pb etH2SO4( réaction C ) par voie électrochimique en réagissant avec les ions hydrogène résultant de la décomposition de l’eau au niveau des plaques positives lorsqu’elles sont chargées.
Les réactions sont les suivantes :
Au niveau de la plaque positive :
2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e- (A)
Sur la plaque négative :
2Pb + O2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O +Chaleur (B)
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4(C)
L’eau produite se diffuse à travers le séparateur vers les plaques positives, restituant ainsi l’eau décomposée par l’électrolyse.
Les processus ci-dessus forment le cycle de l’oxygène. Ce dernier réduit considérablement la perte d’eau pendant la charge et la surcharge de la batterie, ce qui la rend sans entretien.
Au début du développement des batteries VRLA, on pensait qu’il était essentiel que la batterie VRLA ait une efficacité de recombinaison de l’oxygène de 100 %, en supposant que cela garantirait qu’aucun gaz ne soit évacué dans l’atmosphère extérieure, de sorte que la perte d’eau soit minimisée. Ces dernières années, cependant, il est apparu que la recombinaison de l’oxygène à 100 % n’est pas forcément souhaitable, car elle peut entraîner une dégradation de la plaque négative. Les réactions secondaires d’évolution de l’hydrogène et de corrosion de la grille sont très importantes dans la batterie plomb-acide et peuvent avoir un impact significatif sur le comportement des cellules VRLA.
Les vitesses des deux réactions doivent être équilibrées, sinon l’une des électrodes – généralement la négative – risque de ne pas se charger complètement. L’électrode négative peut en fait s’autodécharger au potentiel réversible et son potentiel devra donc s’élever au-dessus de cette valeur (c’est-à-dire devenir plus négatif) pour compenser l’autodécharge et empêcher la baisse de capacité [M.J. Weighall dans Rand, D.A.J ; Moseley, P.T ; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Chapitre 6, page 177].
La structure réelle du séparateur Absorbent Glass Mat exerce une influence importante sur l’efficacité de la recombinaison de l’oxygène. Un séparateur AGM avec une surface élevée et une petite taille moyenne des pores peut absorber l’acide à une plus grande hauteur et offrir une plus grande résistance à la diffusion de l’oxygène. Cela peut impliquer l’utilisation d’un séparateur AGM avec un pourcentage élevé de fibres fines, ou d’un séparateur AGM hybride contenant, par exemple, des fibres organiques.
Quelle est la différence entre une batterie AGM et une batterie tubulaire ?
La batterie AGM utilise invariablement des plaques plates, d’une épaisseur comprise entre 1,2 mm et 3,0 mm, en fonction des applications, qu’il s’agisse d’une batterie de démarrage, d’éclairage et d’allumage (SLI) ou d’une batterie stationnaire. Des plaques plus épaisses sont utilisées pour les applications stationnaires. Mais une batterie tubulaire utilise des plaques tubulaires, dont l’épaisseur peut varier de 4 mm à 8 mm. La plupart du temps, les batteries à plaques tubulaires sont utilisées dans des applications stationnaires.
Dans une batterie AGM, la totalité de l’électrolyte est retenue à l’intérieur des plaques et du séparateur AGM. Il n’y a donc aucun risque de déversement de l’électrolyte corrosif, l’acide sulfurique dilué. Pour cette raison, la batterie AGM peut être utilisée sur n’importe quel côté, sauf à l’envers. Mais les batteries tubulaires présentent un excès d’électrolyte liquide et ne peuvent être utilisées qu’en position verticale. Nous pouvons mesurer la densité de l’électrolyte dans les cellules tubulaires, mais pas dans les batteries AGM.
La batterie AGM fonctionne dans une atmosphère semi-étanche avec une soupape de décharge unidirectionnelle sur le principe du cycle de l’oxygène et la perte d’eau est donc négligeable. Il n’est donc pas nécessaire d’ajouter de l’eau à cette batterie. Mais la batterie tubulaire est de type ventilé et tous les gaz dégagés pendant la surcharge sont évacués dans l’atmosphère ; cela entraîne une perte d’eau et donc une baisse du niveau de l’électrolyte, ce qui nécessite un ajout périodique d’eau pour maintenir le niveau de l’électrolyte.
En raison de leur nature inondée, les cellules tubulaires peuvent tolérer une surcharge et une température plus élevée. Ce type a une meilleure dissipation de la chaleur. Mais la batterie AGM ne tolère pas le fonctionnement à haute température, car ces batteries sont intrinsèquement sujettes à des réactions exothermiques dues au cycle interne de l’oxygène. La batterie AGM peut fonctionner jusqu’à 40ºC, tandis que l’autre type peut tolérer jusqu’à 50ºC.
La polarisation des plaques positives et négatives pendant une charge flottante à 2,30 V par cellule (OCV = 2,15 V).
| Inondé -Nouveau | Inondé -Fin de vie | Gélifié - Nouveau | Gélifié - Fin de vie | AGA - Nouveau | AGA - Fin de vie | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Polarisation positive de la plaque (mV) | 80 | 80 | 90 | 120 | 125 (à 175) | 210 |
| Polarisation de la plaque négative (mV) | 70 | 70 | 60 | 30 | 25 | 0 (à -25) sulfaté) |
Polarisation de trois types de piles
L’exigence la plus élevée de la norme IEC 60 896-22 est de 350 jours à 60°C ou 290 jours à 62,8°C.
Test de durée de vie à 62.8ºC selon IEEE 535 – 1986
| Type de batterie | Jours à 62,8ºC | Années équivalentes à 20ºC |
|---|---|---|
| OGi (Plaque plate inondée) | 425 | 33.0 |
| OPzV (VR tubulaire) | 450 | 34.8 |
| OPzS (tubulaire inondé) | 550 | 42.6 |
Quelle est la durée de vie d'une batterie AGM ?
Il est impossible de faire une déclaration définitive sur la durée de vie utile d’un type de batterie. Avant de répondre à la question « combien d’années peut durer une batterie AGM », il convient de définir clairement les conditions dans lesquelles la batterie fonctionne ;
par exemple, s’il est simplement suspendu à une tension particulière ou s’il fonctionne de manière cyclique. Dans le cas d’un fonctionnement par flotteur, la batterie est continuellement chargée par flotteur à une tension particulière et elle est appelée à fournir du courant uniquement lorsque l’alimentation principale n’est pas disponible (exemple : Les batteries de centraux téléphoniques, les batteries d’onduleurs, etc., où la durée de vie est exprimée en années). Mais dans le cas d’une batterie de traction, qui est utilisée dans les usines à des fins de manutention et dans les véhicules électriques, les batteries subissent des décharges profondes allant jusqu’à 80 % à une fréquence de 2 à 6 heures, la durée de vie sera plus courte.
La durée de vie d'une batterie AGM dépend d'un certain nombre de paramètres de fonctionnement tels que :
Effet de la température sur la vie
L’effet de la température sur la durée de vie de l’accumulateur au plomb est très important. À des températures plus élevées (et à des tensions de charge supérieures aux valeurs recommandées), le dessèchement se produit plus rapidement, ce qui entraîne une fin de vie prématurée. La corrosion de la grille est un phénomène électrochimique. A des températures plus élevées, la corrosion est plus importante et donc la croissance (horizontale et verticale) est également plus importante. Il en résulte une perte de contact entre le matériau actif et le réseau et donc une diminution de la capacité. L’augmentation de la température accélère la vitesse à laquelle les réactions chimiques se produisent.
Ces réactions obéissent à la relation d’Arrhenius qui, dans sa forme la plus simple, stipule que la vitesse du processus électrochimique double pour chaque augmentation de 10oC de la température (en conservant d’autres facteurs tels que la tension du flotteur
constante). Ceci peut être quantifié en utilisant la relation [Piyali Som et Joe Szymborski, Proc. 13th Annual Battery Conf. Applications& Advances, Jan 1998, California State Univ., Long Beach, CA pp. 285-290].
Facteur d’accélération de la vie = 2((T-25))/10)
Facteur d’accélération de la vie = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
Facteur d’accélération de la vie = 2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22,5 = 5,66
Facteur d’accélération de la vie = 2((68,2-25)/10) = 2(43,2)/10) = 24,32 = 19,97
Facteur d’accélération de la vie = 2((68,2-20)/10) = 2(48,2)/10) = 24,82 = 28,25
On peut s’attendre à ce qu’une pile fonctionnant à une température de 45ºC vieillisse quatre fois plus vite ou ait une durée de vie 25 % de celle prévue à 25ºC.
On peut s’attendre à ce qu’une pile fonctionnant à une température de 68,2ºC vieillisse 19,97 fois plus vite ou ait une durée de vie 20 fois plus longue qu’à 25ºC. On peut s’attendre à ce qu’une pile fonctionnant à une température de 68,2ºC vieillisse 28,2 fois plus vite et ait une durée de vie d’autant plus longue que celle prévue à 20ºC.
Test de durée de vie accélérée et durée de vie équivalente des batteries
| Durée de vie à 20ºC | Durée de vie à 25ºC | |
|---|---|---|
| Durée de vie à 68,2ºC | 28,2 fois plus | 20 fois plus |
| Durée de vie à 45ºC | 5,66 fois plus | 4 fois plus |
La durée de vie escomptée de la batterie VRLA est supérieure à 8 ans à température ambiante, obtenue en utilisant des méthodes d’essai accélérées, notamment à des températures élevées.
La durée de vie des VRLA 12V (Delphi) a été étudiée par R. D. Brost. L’étude a été réalisée jusqu’à 80% de DOD à 30, 40 et 50ºC. Les batteries ont été soumises à une décharge de 100% pendant 2 heures après chaque 25 cycles à 25ºC pour déterminer la capacité. Les résultats montrent que la durée de vie à 30ºC est d’environ 475 cycles, tandis que le nombre de cycles est de 360 et 135, environ, à 40ºC et 50ºC, respectivement. [Ron D. Brost, Proc. Thirteenth Annual Battery Conf. Applications and Advances, California Univ., Long Beach, 1998, pp. 25-29].
Batterie AGM Profondeur de décharge et durée de vie
La durée de vie d’une batterie plomb-acide scellée est directement liée à la profondeur de décharge (DOD). La profondeur de décharge est une mesure de la profondeur de la décharge d’une batterie. Lorsqu’une batterie est entièrement chargée, le DOD est de 0 %. Inversement, lorsqu’une batterie est déchargée à 100%, le DOD est de 100%. Lorsque le DOD est de 60 %, le SOC est de 40 %. 100 – SOC en % = DOD en %.
Le nombre typique de cycles de décharge/charge pour les batteries VR à 25°C en fonction de la profondeur de décharge est le suivant :
150 – 200 cycles avec une profondeur de décharge de 100% (décharge complète)
400 – 500 cycles avec une profondeur de décharge de 50% (décharge partielle)
1000 + cycles avec 30% de profondeur de décharge (décharge peu profonde)
Dans des conditions normales d’utilisation des flotteurs, on peut s’attendre à une durée de vie fiable de quatre ou cinq ans dans les applications d’attente (jusqu’à dix ans pour la gamme Hawker Cyclon), ou entre 200 et 1000 cycles de charge/décharge selon la profondeur moyenne de décharge. [Rapport Sandia SAND2004-3149, juin 2004].
Batterie AGM No. de cycles délivrés
La batterie AGM à technologie plate peut fournir
400 cycles à 80% de décharge
600 cycles à 50% de décharge
1500 cycles à 30% de décharge
Effet de la position sur la durée de vie cyclique des batteries VRLA
La figure montre les capacités moyennes de deux batteries placées dans la position verticale normale, sur le côté avec les plaques verticales et avec les plaques en position horizontale. En position verticale, l’électrolyte se stratifie en raison des effets de la gravité, ce qui s’aggrave au fur et à mesure que le cycle se déroule et la baisse de capacité dans cette position est très rapide. Cependant, lorsqu’il est utilisé en position verticale latérale, le déclin de la capacité n’est pas aussi rapide et le cycle en position horizontale donne la meilleure durée de vie. La figure est un tracé de la capacité en fonction du nombre de cycles pour la cellule 52 à 11 plaques cyclées successivement en position horizontale, verticale et horizontale.
Cette cellule a été cyclée seule avec les limites de tension de charge et de décharge lente fixées à 2,4 V et le temps et le courant de charge lente fixés à 3 heures et 0,3 A. Avant le cycle vertical 78, la cellule a été chargée de manière flottante pendant 4 jours. Pour le cycle horizontal, l’efficacité coulombienne est relativement élevée et constante, tout comme l’acceptation de la charge. Cependant, pendant le cycle vertical, l’acceptation de la charge diminue significativement avec le cycle alors que l’efficacité reste relativement constante. Lorsque le cycle horizontal a été repris, sans charge flottante prolongée, la capacité de décharge (et le temps de charge) est remontée rapidement au niveau antérieur au cycle vertical.
Effets de la température et de la tension de charge/flux sur la durée de vie de la batterie
Les effets de la température et de la tension du flotteur sur la durée de vie sont interdépendants et interactifs. La figure montre la durée de vie prévue d’une batterie VR GNB Absolyte IIP pour différentes tensions d’entretien et températures. On suppose que la tension et la température du flotteur sont maintenues constantes pendant toute la durée de vie de la batterie.
Wagner a rapporté les résultats de tests effectués avec trois régimes de charge différents pour les batteries cycliques et montre que l’utilisation d’une tension de charge plus élevée (mode CV 14,4 V) donne une durée de vie plus longue et que la perte d’eau est négligeable dans ce cas. Tension de charge et durée de vie des batteries Drysafe Multicraft (12 V, 25 Ah5)
25ºC ; test C/5 tous les 50 cycles ; décharge : 5 A à 10,2 V ; charge comme indiqué sur la figure.
Effet de l’ajout d’étain à l’alliage de la grille positive dans les batteries VRLA
L’ajout d’étain au plomb pur a considérablement réduit les problèmes rencontrés lors du cyclage des batteries dont les grilles sont fabriquées à partir de ce métal. De petites quantités d’étain (0,3-0,6 % en poids) augmentent de manière significative l’acceptation de charge du plomb pur. Un alliage avec une teneur en calcium de 0,07 % et en étain de 0,7 % donne la croissance la plus faible lorsqu’il est testé comme grille nue ainsi que dans des cellules testées en vie flottante. [H.K. Giess, J Power Sources 53 (1995) 31-43].
Effet de la maintenance sur la durée de vie de la batterie
Maintenir les piles en bon état en suivant certaines procédures permet d’atteindre la durée de vie attendue des piles. Certains d’entre eux sont
a. Nettoyage périodique de l’extérieur
b. Taxe de banc périodique (taxe de péréquation)
c. Contrôle périodique du niveau d’électrolytes, etc.
La fabrication des piles est soumise à plusieurs procédures de contrôle de la qualité et à des modes opératoires normalisés, de manière à obtenir un produit de haute qualité. Tout défaut réel ne peut que se manifester immédiatement après la mise en service des batteries ou quelques jours plus tard. Plus le service est exigeant, plus le défaut se manifeste tôt. Les défaillances prématurées sont plutôt une indication de la mauvaise performance que des défauts inhérents au système. Plus l’entretien est bon, plus la durée de vie des batteries est élevée.
Batterie AGM ou batterie noyée - ce que vous devez savoir ?
Les batteries AGM sont très propres dans leur aspect extérieur pendant leur durée de vie. Mais la batterie noyée est recouverte de poussière et de projections d’acide pendant son fonctionnement. De plus, les bornes sont incrustées de produit de corrosion, si elles ne sont pas entretenues correctement.
Les batteries AGM et les batteries noyées (plaques plates) utilisent des plaques plates ou des plaques de grille, d’une épaisseur comprise entre 1,2 mm et 3,0 mm selon les applications, qu’il s’agisse de démarrage, d’éclairage et d’allumage (SLI) ou d’applications stationnaires. Des plaques plus épaisses sont utilisées dans ce dernier cas.
Dans une batterie AGM, la totalité de l’électrolyte est contenue dans les plaques et le séparateur. Il n’y a donc aucun risque de déversement de l’électrolyte corrosif, l’acide sulfurique dilué. Pour cette raison, la batterie AGM peut être utilisée sur n’importe quel côté, sauf à l’envers. Mais les batteries inondées ont un excès d’électrolyte liquide et ne peuvent être utilisées qu’en position verticale. Nous pouvons mesurer la densité de l’électrolyte dans les cellules tubulaires, mais pas dans les cellules AGM. Mais en mesurant le circuit ouvert stabilisé (OCV) de la batterie, on peut connaître la valeur de la gravité spécifique à cet état.
Il y a une règle empirique
OCV = gravité spécifique + 0,84 pour les cellules individuelles
Gravité spécifique = OCV – 0,84
Pour les batteries de 12 volts, il faut diviser l’OCV de la batterie par 6 pour obtenir l’OCV de la cellule.
OCV de la batterie = 13,2 V
Donc OCV de la cellule = 13.3/6 = 2.2 V
Gravité spécifique = 2,2 V – 0,84 = 1,36
Par conséquent, la gravité spécifique est de 1,360
La batterie AGM fonctionne dans une atmosphère semi-étanche avec une soupape de décharge unidirectionnelle sur le principe du cycle de l’oxygène et la perte d’eau est donc négligeable. Il n’est donc pas nécessaire d’ajouter de l’eau à cette batterie. Mais la batterie noyée est de type ventilé et tous les gaz dégagés pendant la surcharge sont évacués dans l’atmosphère ; cela entraîne une perte d’eau et donc une baisse du niveau de l’électrolyte, ce qui nécessite un ajout périodique d’eau pour maintenir le niveau de l’électrolyte.
En raison de leur nature inondée, ces cellules peuvent tolérer une surcharge et une température plus élevée. Ce type a une meilleure dissipation de la chaleur. Mais les batteries AGM ne sont pas tolérantes au fonctionnement à haute température, car ces batteries sont intrinsèquement sujettes à des réactions exothermiques dues au cycle interne de l’oxygène. La batterie AGM peut fonctionner jusqu’à 40ºC, tandis que l’autre type peut tolérer jusqu’à 50ºC.
Batterie AGM à tapis de verre absorbant - qu'est-ce qui est absorbé ? Comment ? Pourquoi absorbant ? Plus de détails sur le séparateur de l'AGM
Absorbent glass mat (AGM) est le nom donné au type de séparateur en fibre de verre utilisé dans les batteries à soupape (VR). L’AGM doit absorber beaucoup d’électrolyte (jusqu’à six fois son volume apparent) et le retenir pour faciliter les réactions des cellules. Ceci est rendu possible par sa grande porosité. En absorbant et en retenant l’électrolyte, la batterie devient impossible à déverser.
Le processus essentiel de fabrication des microfibres de verre qui sont utilisées pour fabriquer le séparateur AGM est illustré dans la figure. Les matières premières du verre sont fondues dans un four à environ 1000ºC. Le verre fondu est ensuite étiré à partir de bagues pour former des fibres de verre primaires grossières d’un diamètre de quelques centaines de microns. Celles-ci sont ensuite transformées par un gaz de combustion en fibres fines (0,1 à 10 μm) qui sont collectées sur un filet transporteur mobile par aspiration par le bas. La méthode traditionnelle de fabrication de matelas de verre absorbant AGM pour les batteries au plomb à soupape consiste à mélanger deux ou plusieurs types de fibres dans une solution aqueuse acide.
Ce processus réduit la longueur des fibres à environ 1 à 2 mm et provoque une certaine fibrillation. Ce mélange est déposé sur un fil sans fin en mouvement ou sur une roto-formeuse (une autre version du fil sans fin). La feuille acquiert de la consistance au fur et à mesure que l’eau est retirée ; elle est ensuite pressée et séchée contre des tambours chauffés.
Le processus de pose humide entraîne une orientation des fibres de la feuille d’AGM qui donne un réseau anisotrope. Les pores et les canaux mesurés dans la direction z (c’est-à-dire dans une direction verticale au plan de la feuille) sont plus grands (10 à 25 μm, 90 % des pores totaux) que ceux des plans x et y (2 à 4 μm). Il y a environ 5 % de très gros pores entre 30 et 100 μm (probablement dus à des effets de bord lors de la préparation de l’échantillon et ne représentent pas vraiment la structure typique). Cette méthode de fabrication est connue sous le nom de procédé d’atténuation de la flamme.
La première étape de la production d’AGM consiste à disperser et à agiter les fibres de verre dans une grande quantité d’eau acidifiée. Le mélange de fibres et d’eau est ensuite déposé sur une surface où un vide est appliqué et où la majeure partie de l’eau est éliminée. Le matelas formé est ensuite légèrement pressé et séché au moyen de rouleaux chauffés. À la fin de la section de séchage, la teneur en eau du tapis est inférieure à 1 % en poids. Un dispositif de roto-formage pour former et déshydrater des feuilles d’AGM est présenté ci-dessous.
d. Les séparateurs conventionnels ont une structure de pores petite et tortueuse, avec peu ou pas de variations directionnelles. Mais l’AGM fabriqué par la pose humide de microfibres de verre présente une porosité élevée et des pores relativement larges avec des différences directionnelles considérables. Ces caractéristiques affectent la distribution et le mouvement des gaz et des liquides dans les éléments. [Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164].
Les caractéristiques importantes des séparateurs AGM sont les suivantes :
i. Surface réelle (BET) (m2/g)
ii. Porosité (%)
iii. Taille moyenne des pores (μm)
iv. Epaisseur sous compression (mm)
v. Poids de base ou Grammage (g/m2) (poids de la feuille AGM par mètre carré)
vi. Hauteur de mèche (mm) (La hauteur que la colonne d’acide atteint lorsqu’une pièce d’AGM est maintenue immergée dans l’acide).
vii. Résistance à la traction
Les propriétés typiques des séparateurs AGM sont indiquées dans le tableau suivant :
Réf. W. BӦhnstedt, J Power Sources 78 (1999) 35-40
| Propriété | Unité de mesure | Valeur |
|---|---|---|
| Poids de base (Grammage) | g/m2 | 200 |
| Porosité | % | 93-95 |
| Taille moyenne des pores | μm | 5-10 |
| Epaisseur à 10kPa | mm | 1.3 |
| Epaisseur à 30kPa | mm | 1.0 |
| Résistance à la perforation (N) | N | 7.5 |
Spécifications des séparateurs de batteries AGM
Ref : Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164
| Propriété | Unité de mesure | Valeur |
|---|---|---|
| Surface | ||
| Fibres grossières | m2/g | 0.6 |
| Fibres fines | m2/g | 2,0 à 2,6 |
| Taille maximale des pores | ||
| Fibres grossières | μm | 45 |
| Fibres fines | μm | 14 |
Séparateurs de batterie AGM hauteur de mèche
| Hauteur de mèche, acide de gravité spécifique 1.300 | Unité de mesure | Fibres grossières (0,5 m2/g) | Fibres fines (2,6 m2/g) |
|---|---|---|---|
| 1 minute | mm | 42 | 33 |
| 5 minutes | mm | 94 | 75 |
| 1 heure | mm | 195 | 220 |
| 2 heures | mm | 240 | 370 |
| 10 heures | mm | 360 | 550 |
Propriétés des séparateurs AGM préférés
Notes :
1. Lorsque le diamètre des fibres augmente, la taille des pores augmente également.
2. Plus le diamètre des fibres augmente, plus la résistance à la traction diminue.
3. Plus le diamètre de la fibre augmente, plus le coût diminue.
4. La couche de fibres grossières s’imbibe jusqu’à une hauteur limitée, mais à une vitesse très rapide.
5. La fibre plus fine portera l’acide à de plus grandes hauteurs, bien que lentement.
En incluant une couche plus dense (avec de petits pores, qui est créée par des fibres de verre plus fines) dans un séparateur AGM multicouche, une structure globale de pores plus fine est créée. Ainsi, les pores maximaux sont réduits de moitié et les pores moyens sont également réduits de près de moitié. L’impact sur les pores minimums est une réduction d’un quart. La synergie qui existe entre les fibres de verre fines et grossières est détectée dans toutes les caractéristiques de mèche de l’AGM multicouche [A.L. Ferreira, J Power Sources 78 (1999) 41-45].
La couche de fibres grossières absorbera l’acide jusqu’à une hauteur limitée, mais à un rythme très rapide, tandis que le côté plus fin transportera l’acide à une plus grande hauteur, mais lentement. Ainsi, les avantages individuels des deux types de fibres sont combinés. Grâce aux meilleures propriétés de mèche, le processus critique de remplissage initial des batteries VRLA est amélioré et le problème particulier du remplissage des plaques hautes avec un espacement serré des plaques est atténué. La hauteur maximale après une période prolongée de test à mèche s’avère être inversement proportionnelle à la taille des pores. Autrement dit, plus les pores sont petits, plus la hauteur de mèche est grande.
Les forces capillaires dictent l’écoulement de l’électrolyte. La distribution de la taille des pores dans les matériaux actifs des plaques positives et négatives ne présente qu’une différence minime entre les plans dimensionnels. Dans les plaques fraîchement formées, environ 80 % de la porosité est constituée de pores inférieurs à 1 μm contre des pores de 10 à 24 μm de diamètre dans le plan z et des pores de 2 μm dans les deux autres plans. Par conséquent, l’acide remplit d’abord les plaques (petits pores) (c’est-à-dire, remplissage préférentiel des plaques). Ensuite, l’AGM est rempli jusqu’au volume de vide calculé, ce qui amène l’AGM à un niveau de saturation partielle, de sorte que le « refoulement » de l’électrolyte pendant la charge puisse fournir des canaux de gaz pour le transport de l’oxygène.
Batterie AGM, comparaison entre les batteries AGM, inondées et au gel.
| Sl No. | Propriété | Inondé | AGM VR | VR gélifié |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Matériaux actifs | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 | Pb/PbO2/H2SO4 |
| 2 | Electrolyte (acide sulfurique dilué) | Inondé, excédentaire, gratuit | Absorbé et retenu par les plaques et le séparateur en verre absorbant (AGM) | Immobilisé par gélification avec une fine poudre de silice |
| 3 | Épaisseur de la plaque | Mince - moyen | Moyen | Épais |
| 4 | Nombre de plaques (pour une batterie de même capacité, de mêmes dimensions) | Le plus | Plus de | Le moins |
| 5 | Maintenance | Oui | Néant | Néant |
| 6 | Possibilité de déversement de fuites acides | Oui | Non | Non |
| 7 | Stratification des électrolytes dans les cellules hautes | Très élevé | Moyen | Négligeable |
| 8 | à l'extérieur de la batterie | devient poussiéreux et est aspergé de gouttelettes d'acide | Non | Non |
| 9 | Niveau d'électrolytes | A ajuster | Non nécessaire | Non nécessaire |
| 10 | Séparateur | PE ou PVC ou tout autre matériau polymère | Matelas de verre absorbant (AGM) | PE ou PVC ou tout autre matériau polymère |
| 11 | Gaz dégagés pendant la charge | Ventilation stoechiométrique à l'atmosphère | Recombiné (cycle interne de l'oxygène) | Recombiné (cycle interne de l'oxygène) |
| 12 | soupape de décharge unidirectionnelle | Non fourni. Ouvrez les évents | Oui. Régulation par vanne | Oui. Régulation par vanne |
| 13 | Résistance interne | Moyen | Faible | Haut |
| 14 | Sécurité DOD | 50% | 80% | 80% |
| 15 | Coulée froide | OK | Très bien. | Ne convient pas |
| 16 | Haute décharge (Haute puissance) | Bon | Best | Moyen |
| 17 | Cyclisme profond | Bon | meilleur | très bien |
| 18 | Coût | Le plus bas | Moyen | Haut |
| 19 | Chargement | Normal | Attention | Attention |
| 20 | Tension de charge maximale (batterie de 12 V) | 16.5 V | 14.4 V | 14.4 V |
| 21 | Mode de charge | Toute méthode | Tension constante (CV) ou CC-CV | Tension constante |
| 22 | La surcharge | Peut résister | Impossible | Impossible |
| 23 | Dissipation de la chaleur | Très bien. | Pas mal. | Bon |
| 24 | Chargement rapide | Moyen | Très bien. | Non recommandé |
Idées fausses sur les batteries AGM
Chargements et chargeurs
Idée fausse -1
La batterie agm peut-elle être chargée avec un chargeur normal – Faux
Toutes les batteries ont besoin d’une charge de banc (ou d’une charge complète) de temps en temps pour équilibrer le déséquilibre des cellules.
Pour ce faire, on retire la batterie de l’appareil et on la charge séparément, ce que l’on appelle généralement la charge de banc.
La batterie AGM ne tient pas la charge :
Pour une batterie noyée :
i. Toutes les cellules d’une batterie doivent atteindre la même tension de fin de charge, soit 16,5 V pour une batterie de 12 V.
ii. Toutes les cellules doivent gazer uniformément et copieusement à la fin de la charge.
iii. La variation de la gravité spécifique dans les cellules et entre les cellules doit être éliminée.
iv. Si les installations sont disponibles, les lectures de potentiel de cadmium sur les plaques positives et négatives peuvent être enregistrées. Pour une plaque positive entièrement chargée, la lecture du potentiel du cadmium se situe dans la plage de 2,40 à 2,45 V et pour les plaques négatives, les valeurs se situent dans la plage de 0,2 V à – 0,22 V.
la batterie de l’agm ne se charge pas :
Pour une batterie VRLA AGM :
i. La tension aux bornes atteindrait 14,4 V (pour une batterie de 12 V).
ii. Le courant en fin de charge serait d’environ 2 à 4 mA par Ah (c’est-à-dire 0,20 A à 0,4 A pour une batterie de 100 Ah
La valeur de la tension de fin de charge pour une batterie de 12 V varie selon qu’il s’agit d’une batterie noyée ou d’une batterie VR.
La tension de charge maximale est d’environ 16,5 V pour une batterie inondée de 12 V, alors qu’elle n’est que de 14,4 V pour les batteries VR (AGM et gélifiées).
Si un chargeur normal à courant constant est utilisé pour charger une batterie VR, la tension peut dépasser la limite de 14,4 V. Si cela n’est pas détecté, la batterie se réchauffera. Pourtant, plus tard, la batterie se réchauffe et le conteneur finit par se gonfler et peut même éclater si la valve de décharge unidirectionnelle ne fonctionne pas correctement. Cela est dû au fait que les réactions de recombinaison de la batterie ne peuvent pas faire face à l’excès d’oxygène produit par le courant de charge plus élevé. Par nature, la réaction de recombinaison est exothermique (elle produit de la chaleur). Le courant plus élevé va augmenter la chaleur de cette réaction et peut conduire à un emballement thermique.
En revanche, la batterie noyée peut monter jusqu’à 16,5 V pour une charge complète avec un gazage abondant sans aucun dommage jusqu’à 50ºC.
Les chargeurs destinés aux batteries VRLA sont des chargeurs contrôlés. Ils sont
a. Courant constant – Tension constante (CC-CV)
ou
b. Les chargeurs à tension constante (CV).
Pendant la charge, il faut choisir la tension appropriée. Pour une batterie de 12 V, une plage de tension de 13,8 à 14,4 V peut être sélectionnée pour une charge complète. Comme la batterie VR AGM peut absorber n’importe quelle intensité de courant initial sans aucun dommage, le courant initial peut être fixé à n’importe quel niveau (généralement 0,4C ampères ; mais en fait ou en charge rapide, jusqu’à 5C A). Plus la tension et le courant sélectionnés sont élevés, plus le temps nécessaire à une charge complète est faible.
Pour une batterie complètement déchargée, il faudra environ 12 à 24 heures pour une charge complète. En mode CC-CV, le courant initial sera constant pendant environ 3 à 6 heures, en fonction de la décharge précédente. Si la batterie n’était déchargée qu’à 50 % auparavant, le mode CC fonctionnera pendant environ 2 à 3 heures, puis passera au mode CV. S’il a été déchargé à 100 %, le mode CC fonctionnera pendant environ 5 à 6 heures, puis passera au mode CV.
Idée fausse sur les batteries AGM 2
Le remplacement d'une batterie AGM ou d'une batterie au gel est identique à celui d'une batterie noyée.
Des batteries de capacité équivalente peuvent être remplacées si l’espace est correct.
Mais les véhicules récents (par exemple, GM) sont équipés d’un module de détection de la batterie sur le câble négatif de la batterie. Ford dispose d’un système de surveillance de la batterie (BMS). D’autres fabricants ont des systèmes similaires. Ces systèmes nécessitent un recalibrage avec un outil de balayage. Cela est nécessaire en raison des améliorations apportées aux systèmes de fabrication. Ces batteries ont une résistance interne plus faible grâce à des séparateurs améliorés et des plaques plus fines avec des formulations de pâte améliorées. Si le système n’est pas recalibré, l’alternateur risque de surcharger la nouvelle batterie et de provoquer une défaillance de la batterie peu après son remplacement.
Ainsi, on peut installer une batterie AGM à la place d’une batterie noyée d’origine. Une batterie automobile AGM donnera au véhicule des ampères de démarrage à froid (CCA) plus élevés.
La signification d’une charge complète :
Pour une batterie noyée :
i. Toutes les cellules d’une batterie doivent atteindre la même tension de fin de charge, soit 16,5 V pour une batterie de 12 V.
ii. Toutes les cellules doivent gazer uniformément et copieusement à la fin de la charge.
iii. La variation de la gravité spécifique dans les cellules et entre les cellules doit être éliminée.
iv. Si les installations sont disponibles, les lectures de potentiel de cadmium sur les plaques positives et négatives peuvent être enregistrées. Pour une plaque positive entièrement chargée, la lecture du potentiel du cadmium se situe dans la plage de 2,40 à 2,45 V et pour les plaques négatives, les valeurs se situent dans la plage de 0,2 V à – 0,22 V.
Peut-on charger une batterie AGM avec un chargeur ordinaire ?
Si un chargeur normal à courant constant est utilisé pour charger une batterie AGM VR, la tension doit être surveillée de près. Elle peut dépasser la limite de 14,4 V. Si elle n’est pas détectée, la batterie se réchauffe. Pourtant, plus tard, la batterie se réchauffe et le conteneur finit par se gonfler et peut même éclater si la valve de décharge unidirectionnelle ne fonctionne pas correctement. Cela est dû au fait que les réactions de recombinaison de la batterie ne peuvent pas faire face à l’excès d’oxygène produit par le courant de charge plus élevé. Par nature, la réaction de recombinaison est exothermique (elle produit de la chaleur). Le courant plus élevé aggravera la situation et ajoutera à la chaleur de cette réaction, ce qui peut conduire à un emballement thermique.
Il n’est donc pas conseillé d’utiliser un chargeur ordinaire pour charger une batterie AGM.
Mais, si vous suivez la procédure indiquée ci-dessous ou si vous avez les conseils d’un expert en batteries VRLA, vous pouvez utiliser le chargeur ordinaire avec beaucoup de précautions.
La procédure consiste à suivre les lectures de la tension aux bornes (TV) et à les enregistrer à intervalles de 30 minutes. Une fois que le téléviseur atteint 14,4 V, le courant doit être constamment réduit afin que le téléviseur ne dépasse jamais 14,4 V. Lorsque les relevés de courant indiquent des valeurs très faibles (2 à 4 mA par Ah de capacité de la batterie), la charge peut être interrompue. De même, les fils d’un thermocouple ou d’une ampoule de thermomètre peuvent être fixés à la borne négative de la batterie et, comme pour les relevés de télévision, les relevés de température doivent également être enregistrés. La température ne doit pas dépasser 45ºC.
Peut-on faire démarrer une batterie AGM ?
Oui, si les tensions nominales sont les mêmes.
La chimie de la batterie noyée et de la batterie AGM est la même. Seulement, la plupart de l’électrolyte est absorbé dans l’AGM. Par conséquent, l’utilisation de n’importe quelle batterie de même tension pour faire démarrer une batterie AGM pendant quelques secondes ne causera aucun dommage à l’une ou l’autre des batteries.
Comment puis-je savoir si j'ai une batterie AGM ?
- Examinez le dessus du conteneur et aussi les côtés pour voir toute sérigraphie indiquant qu’il s’agit d’une batterie VRLA. Si vous ne trouvez aucun dispositif accessible à l’utilisateur inscrit sur le dessus et un conseil de ne pas ajouter d’eau, alors il s’agit d’une batterie AGM.
- Si de l’électrolyte libre est visible après avoir retiré les bouchons de ventilation, il ne s’agit pas non plus d’une batterie AGM.
- La plaque signalétique ou la sérigraphie sur le boîtier de la batterie ou le manuel d’utilisation peuvent donner une bonne idée du type de la batterie en question. Si vous n’avez aucun de ces trois éléments, examinez le dessus de la batterie pour voir s’il y a un système de ventilation ou quelque chose comme un œil magique. Vous pouvez également rechercher les marques de niveau d’électrolyte sur les côtés du conteneur de la batterie. Si vous voyez l’un des trois (évents, œil magique et marques de niveau d’électrolyte), cela indique qu’il ne s’agit pas d’une batterie AGM.
Il existe une autre méthode, mais elle prend du temps. La batterie doit être entièrement chargée et après une période d’inactivité de 2 jours, la tension en circuit ouvert (OCV) est mesurée.
Si la valeur OCV est comprise entre 12,50 et 12,75 V, il peut s’agir d’une batterie noyée.
Si la valeur OCV est comprise entre 13,00 et 13,20 V, il peut s’agir d’une batterie VRLA (capacité < 24 Ah).
Si la valeur OCV est comprise entre 12,80 et 12,90 V, il peut s’agir d’une batterie VRLA (capacité ≥ 24 Ah).
Ces déclarations sont faites sur la base de l’hypothèse que, pour les batteries inondées, la gravité spécifique finale est d’environ 1,250. Pour les batteries VRLA de capacités de 24Ah et de valeurs inférieures, la gravité spécifique finale est d’environ 1,360 et pour les batteries VRLA de capacités supérieures, la gravité spécifique finale est d’environ 1,300.
Comment puis-je savoir si ma batterie AGM est défectueuse ? la batterie agm ne tient pas la charge
- Vérifiez l’absence de tout dommage extérieur, de fissures et de fuites ou de produits de corrosion. Si vous trouvez l’un d’entre eux, la batterie est MAUVAISE.
- Mesurez l’OCV de la batterie. S’il affiche une valeur inférieure à 11,5 V, il est très probablement MAUVAIS. Mais avant cela, voyez si vous pouvez trouver la date d’expédition ou de fourniture. Si la batterie a plus de 3 ou 4 ans, on peut supposer qu’elle est MAUVAISE.
- Maintenant, il faut vérifier l’acceptation de la charge de la batterie en utilisant un chargeur dont la sortie de tension continue est de 20 à 24 V ou plus (pour une batterie de 12 V). Chargez la batterie pendant une heure, laissez-la se reposer pendant 15 minutes et mesurez maintenant l’OCV. Si elle a augmenté, continuez la charge pendant 24 heures par une méthode à tension constante, en prenant toutes les précautions nécessaires pour une charge de batterie VR. Après une période de repos de 2 heures, testez la capacité de la batterie à l’aide d’un appareil quelconque (par exemple, une ampoule CC appropriée, un inverseur, une lampe de secours, un onduleur pour un PC, etc.) Si la batterie est capable de fournir 80 % ou plus de capacité, la batterie est BONNE.
- Si l’OCV n’augmente pas après une heure de charge, cela signifie que la batterie ne peut pas tenir la charge. La batterie peut être qualifiée de MAUVAISE.
Une batterie AGM en vaut-elle la peine ? pourquoi la batterie agm est-elle meilleure ?
Oui.
Même si le coût de la batterie est un peu plus élevé, l’entretien requis pour les AGM est presque nul. Il n’est pas nécessaire de faire l’appoint, de nettoyer les bornes corrodées, d’effectuer moins de charges d’égalisation, etc ; le coût opérationnel sur toute la durée de vie d’une batterie AGM est très faible, ce qui ramène le coût de la batterie AGM VR à un niveau égal à celui des batteries noyées.
Cela est particulièrement avantageux lorsque le lieu est inaccessible dans une zone éloignée non surveillée.
Une batterie AGM doit-elle être ventilée ? Une batterie AGM doit-elle être ventilée ?
En cas de surcharge abusive, les soupapes de décharge basse pression à sens unique situées dans les couvercles des batteries VRLA s’ouvrent et se referment après avoir libéré la pression excessive. Il n’est donc pas nécessaire de ventiler la batterie VRLA.
En cas de dysfonctionnement de la valve, la surpression ne peut pas être libérée en la soulevant. Si la valve ne se referme pas, les cellules seront également ouvertes à l’atmosphère et le matériau actif négatif (NAM) sera déchargé, ce qui entraînera une sulfatation, une charge insuffisante et une diminution de la capacité de la batterie.
Puis-je recharger une batterie AGM ?
Oui.
En fait, les batteries AGM sont en charge flottante dans la plupart des UPS/alimentations de secours. Lorsque les batteries sont maintenues à une tension de 2,25 à 2,3 V par élément, un petit courant d’entretien circule en permanence dans la batterie pour la maintenir en état de charge complète.
Si un grand nombre de batteries sont en stock, chaque batterie individuelle peut être maintenue en charge de maintien.
À une tension de charge flottante typique de 2,25 V par élément, le courant de charge flottante est de 100 à 400 mA par 100 Ah pour les batteries VR AGM. Comparé au courant d’équilibre de 14 mA par 100 Ah d’une batterie noyée, le courant d’équilibre plus élevé de la batterie VR est dû à l’effet du cycle de l’oxygène.
[R.F. Nelson dans Rand, D.A.J ; Moseley, P.T ; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
Quand la batterie de l'agm est-elle morte ? Une batterie AGM morte peut-elle être rechargée ? peut-on ranimer une batterie agm morte
Oui. Nous ne pouvons l’affirmer qu’après avoir chargé la batterie pendant un certain temps. Cela dépend aussi de l’âge de la batterie.
La batterie AGM morte a une résistance interne très élevée. Pour surmonter cette résistance interne élevée, un chargeur de batterie pouvant fournir une sortie de 4 V par cellule en courant continu est nécessaire, ainsi qu’un ampèremètre et un voltmètre numériques.
Lors de la charge d’une batterie AGM morte, la tension aux bornes (TV) sera très élevée (jusqu’à 18-20 V pour une batterie de 12 V) et le courant presque nul. Si la batterie est capable de revivre, le téléviseur descendra lentement (presque à 12 V) et l’ampèremètre commencera simultanément à indiquer un certain courant. Cela indique que la batterie est vivante. La TV va commencer à augmenter lentement maintenant et la charge sera poursuivie et terminée de la manière habituelle.
Une méthode non conventionnelle consiste à retirer soigneusement les valves d’aération et à ajouter un peu d’eau à la fois jusqu’à ce que l’on voie quelques gouttes d’eau en excès. Maintenant, sans remplacer les valves, chargez la batterie en mode courant constant (C/10 ampères) jusqu’à ce que la tension aux bornes atteigne des valeurs supérieures à 15 V (rappelez-vous que nous n’avons pas fermé les valves). Donnez une petite période de repos et déchargez la batterie par une résistance ou une ampoule appropriée. Mesurez le temps de décharge pour atteindre 10,5 V dans le cas d’une batterie de 12 V). S’il fournit plus de 80 % de sa capacité, il est réactivé. Veuillez prendre des précautions personnelles de sécurité à tout moment.
Quelle est la tension d'une batterie AGM entièrement chargée ? décharge de la batterie agm - basse tension de la batterie agm
Une batterie entièrement chargée en fonctionnement cyclique aura une tension aux bornes (TV) de 14,4 V (pour les batteries de 12 V). Après une période de repos d’environ 48 heures, la TV se stabilisera à 13,2V (si la gravité spécifique du remplissage initial était de 1,360) (1,360 + 0,84 = 2,20 par élément. Pour une batterie de 12V, OCV = 2,2 *6= 13,2V). Si la capacité de la batterie est supérieure à 24Ah, la gravité spécifique sera de 1,300. Par conséquent, la VCO stabilisée sera de 12,84 V.
Quelle est la tension de charge maximale pour une batterie AGM de 12 volts ?
Les batteries AGM destinées à un fonctionnement cyclique doivent être chargées en mode potentiel constant ou tension constante (mode CV), à 14,4 ou 14,5 V avec un courant initial normalement limité à 0,25 C ampères (c’est-à-dire 25 ampères pour une batterie de 100 Ah). Certains fabricants autorisent jusqu’à 14,9 V avec un courant initial limité à 0,4 C pour une utilisation cyclique (c’est-à-dire 40 ampères pour une batterie de 100 Ah). [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive Mars 2017, p.22]
Quelles sont les causes des défaillances des batteries AGM ?
Les batteries plomb-acide à régulation par soupape (VRLA) ont été proposées comme sources d’énergie pour plusieurs applications en raison de leur bonne performance énergétique et de leur faible prix. Ils sont également parfaitement adaptés aux applications de flotteurs. Malheureusement, l’utilisation intensive de la masse active positive (en particulier à des taux de décharge élevés) provoque le ramollissement de ce matériau et, par conséquent, réduit la durée de vie de la batterie. De même, la croissance et la corrosion du réseau, la perte d’eau et la sulfatation dues à la stratification et à une charge insuffisante sont quelques-uns des mécanismes de défaillance. La plupart des échecs sont associés à des plaques positives.
Corrosion, croissance du réseau et expansion et ramollissement des matériaux actifs positifs
Dans le fonctionnement des batteries, la tendance à la croissance des grilles positives est évidente lors des charges et décharges répétitives, ce qui provoque une croissance horizontale et verticale des grilles. Les grilles se corrodent pendant toute la durée de vie de la batterie. En raison de cette croissance du réseau, le contact entre le PAM et le réseau est perdu, ce qui entraîne une diminution de la capacité.
La croissance de la grille peut provoquer un court-circuit interne entre la plaque positive et la barrette négative de la cellule. Poursuivre la charge d’une banque de cellules/batteries avec une ou deux cellules court-circuitées aggravera l’augmentation de la température et conduira à un emballement thermique.
Séchage (perte d'eau) et emballement thermique dans les batteries
Le dessèchement est également un problème avec les batteries AGM. Cela est dû à une charge avec une tension trop élevée, combinée à une température plus élevée. En raison de l’assèchement, le taux de réaction de recombinaison augmente et l’élévation de température qui en résulte aggrave la situation, conduisant à un emballement thermique.
Une autre cause est le mauvais fonctionnement de la valve. Si elle ne se ferme pas correctement après l’ouverture, l’oxygène atmosphérique (air) pénètre dans la cellule et oxyde le NAM, ce qui entraîne une sulfatation. Les gaz seront évacués et l’assèchement se produira. Le séchage permet à la recombinaison de l’oxygène de se produire à un niveau élevé.
ce qui entraîne une augmentation de la température.
Stratification de l'acide dans une batterie AGM
La tendance de l’électrolyte d’acide sulfurique à augmenter en densité au fur et à mesure que l’on descend dans la profondeur d’une cellule haute est connue sous le nom de stratification. Les gradients de concentration (« stratification acide ») se produisent facilement dans l’électrolyte des cellules inondées. Lorsque les cellules sont chargées, de l’acide sulfurique est produit à un niveau élevé.
à proximité de la surface de la plaque et descend vers la base de la cellule car il a une densité relative plus élevée que le reste de l’électrolyte. Si elle n’est pas corrigée, cette situation entraînera une utilisation non uniforme de la matière active (avec une capacité réduite), une aggravation de la corrosion locale et, par conséquent, une réduction de la durée de vie des cellules.
Les cellules inondées sont périodiquement réglées pour produire du gaz pendant la charge, ce qui remue l’électrolyte et résout ces problèmes. L’immobilisation de l’électrolyte dans une cellule VRLA avec un séparateur AGM réduit la tendance à la stratification acide mais supprime également la solution possible au problème puisque le gazage n’est pas une option. Un électrolyte gélifié élimine pratiquement les effets de stratification car les molécules d’acide immobilisées dans le gel ne sont pas libres de se déplacer sous l’effet de la gravité.
Fuites dues à des défauts de fabrication de la batterie AGM
Une conception ou une fabrication inadéquate peut entraîner des fuites du joint entre le couvercle et le pilier. Les joints d’étanchéité entre le couvercle et le récipient peuvent également fuir. (Défauts de fabrication). L’absence ou la mauvaise sélection ou le mauvais fonctionnement des vannes peuvent également entraîner des fuites de gaz dans l’atmosphère. La non-fermeture après l’ouverture des vannes peut entraîner un assèchement accéléré et une perte de capacité.
Les dommages mécaniques peuvent provoquer une fuite des cellules, ce qui entraîne une défaillance similaire à celle d’une fuite de pilier à pilier. La croissance de la grille peut produire des fissures dans le conteneur. Un léger film acide peut se former autour de la fissure en raison de l’action capillaire. Si le film acide est en contact avec des composants métalliques non isolés, le courant de défaut à la terre peut entraîner un emballement thermique, voire un incendie [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive mars 2017, p. 25].
Corrosion de la barre du groupe négatif dans les batteries AGM
La connexion de la barre de groupe aux pattes de la plaque peut être corrodée et éventuellement déconnectée. L’alliage de la barre de groupe doit être correctement spécifié et la connexion entre la barre de groupe et les pattes de la plaque doit être soigneusement réalisée, surtout s’il s’agit d’une opération manuelle.
Que doit lire une batterie AGM de 12 volts lorsqu'elle est complètement chargée ?
Pendant la charge et à la fin ou presque de la charge, la tension aux bornes (TV) peut indiquer 14,4 pour une charge complète.
La tension en circuit ouvert (OCV) diminue lentement et se stabilise après environ 48 heures à la OCV nominale. Rated, dans le sens où l’OCV dépend de la gravité spécifique de l’électrolyte utilisé à l’origine.
OCV de la batterie = 13,2V si la gravité spécifique utilisée est de 1,360. Si la gravité spécifique est de 1,300, l’OCV sera de 12,84V.
Peut-on mettre une batterie AGM dans n'importe quelle voiture ?
Oui. A condition que les capacités soient les mêmes et que le boîtier de batterie puisse accueillir la nouvelle batterie.
Il est préférable de surveiller la tension aux bornes (TV) lorsque l’alternateur est en charge pendant quelques heures à l’état complètement chargé. Elle ne doit pas dépasser 14,4 V. Dans ce cas, il est possible d’utiliser cette batterie dans ce véhicule particulier.
S’il s’agit d’une voiture neuve de modèle récent, la batterie doit être recalibrée à l’aide d’un outil d’analyse.
Pourquoi les batteries AGM sont-elles si chères ?
La batterie AGM est plus coûteuse que les batteries noyées mais moins coûteuse que les batteries au gel.
Les raisons suivantes contribuent à ce coût plus élevé :
i. Pureté des matériaux.
(a) Tous les matériaux qui entrent dans la composition de la batterie AGM sont plus coûteux. L’alliage plomb-calcium est plus coûteux que les alliages conventionnels à faible teneur en antimoine. Cet alliage est de préférence fabriqué à partir de plomb primaire. Le composant étain de l’alliage de la grille positive est l’élément le plus coûteux. L’étain est ajouté de 0,7 à 1,5 % dans l’alliage de la grille positive. Le taux du marché indien pour l’étain en mai 2020 était de 1650 roupies (LME 17545 USD par tonne le 10-7-2020).
(b) L’oxyde est de préférence fabriqué à partir de plomb primaire 4Nines (99,99 %), ce qui augmente le coût.
(c) L’AGM est plus coûteuse.
(d) L’acide utilisé pour la préparation de l’électrolyte et pour d’autres procédés est plus pur que celui utilisé dans les piles classiques.
(e) Le plastique ABS est plus coûteux.
(f) Les vannes doivent être vérifiées individuellement pour leur performance.
(g) L’alliage COS est également coûteux
ii. Coût de la transformation
(a) Des outils de compression spéciaux sont utilisés pour l’assemblage des cellules.
(b) Un remplissage d’acide précis et réfrigéré est nécessaire.
(c) Les batteries AGM sont cyclées plusieurs fois avant l’expédition.
(d) La zone de montage doit être exempte de poussière afin de maintenir le taux d’autodécharge à un niveau faible.
Ce sont les causes du coût plus élevé de la batterie AGM.
Les batteries AGM sont-elles meilleures que les batteries plomb-acide inondées ?
Oui.
i. La batterie AGM ne se déverse pas. Il n’est pas nécessaire de faire l’appoint d’eau de temps en temps.
ii. Ils sont plus résistants aux vibrations. Ceci est particulièrement utile pour les applications telles que les bateaux-remorques et lorsque les routes sont cahoteuses avec plusieurs nids de poule.
iii. Comme les batteries AGM utilisent des alliages purs et des matériaux purs, elles sont plus performantes en matière d’autodécharge. Ces batteries peuvent être laissées sans surveillance pendant une période plus longue que les batteries inondées.
iv. Les batteries AGM peuvent être placées dans une partie plus fraîche de la voiture (au lieu d’être placées dans le compartiment moteur chaud), ce qui réduit la température de fonctionnement de la batterie.
v. Le coût d’entretien de la batterie AGM est plus faible et calculé sur toute la durée de vie de la batterie, le coût initial plus élevé est compensé par cette économie.
vi. La batterie AGM peut accepter un courant de charge plus élevé en raison de sa faible résistance interne.)
Une batterie à décharge profonde est-elle une batterie AGM ?
Toutes les batteries à cycle profond ne sont pas nécessairement des batteries AGM.
Une batterie à décharge profonde peut être n’importe quel type de batterie, comme une batterie plomb-acide ou Li-ion ou tout autre type de chimie.
Qu'est-ce qu'une batterie à décharge profonde ?
Une batterie à décharge profonde peut fournir chaque fois environ 80 % de sa capacité nominale pendant sa durée de vie utile. La batterie nécessite d’être rechargée chaque fois qu’elle est déchargée.
La plupart des personnes qui cherchent à acheter des batteries finissent par choisir une batterie plomb-acide automobile, car c’est la moins chère. Si un client souhaite une batterie pour des cycles répétitifs, il doit rechercher une batterie adaptée à une application cyclique.
Une batterie AGM portant l’étiquette » batterie à décharge profonde » est bien une batterie à décharge profonde. Ces batteries ont invariablement des plaques plus épaisses que les batteries automobiles.
Combien de volts doit lire une batterie de 12 volts ?
Une batterie de 12 volts devrait afficher plus de 12V si elle est en bon état.
Le tableau suivant donne quelques valeurs :
| Sl No | Type de batterie | Tension en circuit ouvert (V) | Remarques |
|---|---|---|---|
| 1 | Automobile | 12.40 à 12.60 | État de pleine charge |
| 2 | Automobile | 12 | État complètement déchargé |
| 3 | Batteries AGM | 13.0 à 13.2 | Batteries dont la capacité est ≤ 24Ah. État de pleine charge |
| 4 | Batteries AGM | 12,7 à 12,8 | Batteries de capacités ≥ 24Ah à l'état complètement chargé. |
| 5 | Batteries VR gélifiées | 12,7 à 12,8 | État de pleine charge |
| 6 | Batteries AGM / batteries gélifiées | 12.0 | Conditions de décharge complète |
| 7 | Batteries de l'onduleur | 12,4 à 12,6 | État de pleine charge |
| 8 | Batteries de l'onduleur | 12 | État complètement déchargé |
Jusqu'où peut-on décharger une batterie AGM ?
Comme pour toute autre batterie, une batterie AGM 12V peut être déchargée jusqu’à 10,5V (1,75 V par cellule) à faible courant (jusqu’à un taux de 3 heures) et pour des taux de décharge plus élevés jusqu’à 9,6V (1,6 V par cellule). Une décharge supplémentaire fera chuter très rapidement la tension aux bornes. Aucune énergie significative ne peut être obtenue au-delà de ces valeurs de tension finale.
Combien de volts doit avoir une batterie AGM complètement chargée ?
Une batterie complètement chargée (sous
fonctionnement cyclique
) aura une TV de 14,4 V (pour les batteries de 12 V). Après environ 48 heures de repos, la TV se stabilisera à 13,2 ± 0,5 V (si la gravité spécifique lors du remplissage initial était de 1,360, généralement pour les batteries AGM ayant des capacités £ 24 Ah) (1,360 + 0,84 = 2,20 par cellule. Pour une batterie de 12 V, OCV = 2,2 *6= 13,2 V).
Si la capacité de la batterie est supérieure à 24 Ah, la gravité spécifique sera de 1,300. Par conséquent, l’OCV stabilisé sera de 12,84 ± 0,5 V.
Les batteries à flotteur auront
tension de charge du flotteur
de 2,25 à 2,3 V par élément (13,5 à 13,8 V pour une batterie de 12 V). Les valeurs de tension stabilisées seront celles indiquées ci-dessus. Invariablement, elle est de 12,84 ± 0,5 V.
Une batterie AGM peut-elle exploser ?
Oui, parfois.
Il n’y a pas de risque d’explosion car le dégagement gazeux est très limité. Malgré cela, la plupart des batteries VRLA ont été dotées d’évents antidéflagrants pour les protéger contre les explosions en cas d’abus de la part de l’utilisateur.
Si la batterie est chargée de manière abusive ou si le composant de charge d’un onduleur/UPS ne fonctionne pas correctement, le courant de charge conduira la batterie à des conditions d’emballement thermique et la batterie peut exploser.
Si les bornes sont également court-circuitées (utilisation abusive d’une batterie), la batterie peut exploser. S’il y a une fissure ou un mauvais assemblage des pièces pendant la combustion du plomb (« soudures à froid »), cette fissure sera une cause de l’incendie et la batterie risque d’exploser en conséquence.
La principale cause d’une explosion à l’intérieur ou à proximité d’une batterie est la création d’une « étincelle ». Une étincelle peut provoquer une explosion si la concentration d’hydrogène gazeux dans la batterie ou à proximité est d’environ 2,5 à 4,0 % en volume. La limite inférieure du mélange explosif d’hydrogène dans l’air est de 4,1%, mais, pour des raisons de sécurité, l’hydrogène ne doit pas dépasser 2%. La limite supérieure est de 74%. Une explosion lourde se produit avec violence lorsque le mélange contient 2 parts d’hydrogène pour 1 d’oxygène. Cette situation se produit lorsqu’une batterie inondée est surchargée avec des bouchons d’aération bien vissés sur le couvercle.
Comment charge-t-on une batterie AGM ?
Toutes les batteries VRLA doivent être chargées par l’une des deux méthodes suivantes :
a. Méthode à courant constant et tension constante (CC-CV)
b. Méthode de la tension constante (CV)
Si la tension de charge par CV est de 2,45 V par cellule, le courant (0,4C A) reste constant pendant environ une heure, puis commence à diminuer et se stabilise à environ 4 mA/ Ah après environ 5 heures. Si la tension de charge est de 2,3 V par cellule, le courant (0,3C A) reste constant pendant environ deux heures, puis commence à diminuer et se stabilise à quelques mA après environ 6 heures.
De même, la durée pendant laquelle le courant restera constant dépend du courant initial, tel que 0,1C A, 0,2C A, 0,3C A et 0,4C A, ainsi que de la tension de charge, telle que 2,25 V, 2,30 V, 2,35, 2,40 V et 2,45 V. Plus le courant ou la tension initiale est élevé(e), moins le temps de séjour dans ce niveau de courant sera long.
De même, le temps nécessaire à une charge complète sera plus court si le courant ou la tension choisis sont plus élevés.
La batterie VRLA ne limite pas le courant initial ; par conséquent, un courant initial plus élevé raccourcira le temps nécessaire à une charge complète.
En charge CC, les tensions ne sont généralement pas contrôlées. Par conséquent, le risque que des cellules restent pendant un temps appréciable à des tensions élevées est possible. Ensuite, le gazage et la corrosion de la grille peuvent se produire. D’autre part, le mode de charge CC garantit que toutes les cellules pourront atteindre une recharge complète à chaque cycle ou pendant la charge flottante. Une surcharge est possible pendant la charge CC. D’autre part, la sous-charge est le principal danger des modes CV.
Avantages et inconvénients de la batterie AGM
Avantages et inconvénients
AVANTAGES :
1 Les batteries AGM sont éminemment adaptées aux fortes consommations d’énergie en raison de leur faible résistance interne et dans les endroits où les fumées et les projections d’acide sont interdites.
2 Les batteries AGM ne se déversent pas et ne nécessitent pas l’ajout périodique d’eau. Ils ne nécessitent donc aucun entretien en ce sens.
3 La batterie AGM peut être utilisée sur ses côtés, sauf à l’envers. C’est un avantage pour le montage à l’intérieur de l’appareil.
4 La batterie AGM peut être installée n’importe où dans une voiture, pas nécessairement dans le compartiment moteur.
5 Les batteries AGM sont très résistantes aux vibrations en raison de leur méthode de fabrication par AGM et compression. Il convient donc parfaitement aux bateaux de mer et aux endroits où les routes sont truffées de nids de poule, de montées et de descentes.
6 Les batteries AGM ont une durée de vie plus longue que les batteries noyées. Les plaques sont comparativement plus épaisses. Des plaques plus épaisses signifient une plus longue durée de vie. L’utilisateur ne peut pas altérer la batterie ou son électrolyte et ajouter des impuretés et ainsi provoquer une défaillance prématurée.
7 Comme les batteries AGM sont fabriquées avec des matériaux très purs dans une atmosphère propre, le taux d’autodécharge est très faible. Le taux pour une batterie AGM est de 0,1 % par jour alors qu’il est presque 10 fois plus élevé pour une batterie noyée. Ainsi, les batteries destinées à un stockage de longue durée doivent être rechargées moins fréquemment. La perte n’est que de 30 % après 12 mois si elle est stockée à 25ºC et à 10ºC, elle n’est que de 10 %.
8 En raison d’une stratification négligeable, des charges de péréquation moins importantes sont nécessaires.
9 Le dégagement d’hydrogène gazeux pendant le flottement est réduit d’un facteur 10 dans le cas d’une batterie AGM. La ventilation du local des batteries peut être réduite d’un facteur 5 conformément à la norme de sécurité EN 50 272-2.
10 Il n’est pas nécessaire de protéger le sol et les autres surfaces de la salle des batteries contre l’acide.
INCONVÉNIENTS :
1. Les inconvénients sont un minimum. Le coût de la batterie est comparativement plus élevé.
2. Si elle est chargée de manière abusive ou si le chargeur ne fonctionne pas correctement, la batterie peut se bomber, éclater ou parfois exploser.
3. Dans le cas des applications SPV, les batteries AGM ne sont pas efficaces à 100 %. Une partie de l’énergie est perdue dans le processus de charge-décharge. Leur efficacité est de 80 à 85 %. Nous pouvons expliquer cela dans les lignes suivantes : Considérons qu’un panneau SPV produit 1000 Wh d’énergie, la batterie AGM ne pourra stocker que 850Wh en raison de l’inefficacité mentionnée ci-dessus.
4. L’entrée d’oxygène par des fuites dans le récipient, le couvercle ou la douille polaire décharge la plaque négative.
5. La polarisation de la plaque négative est réduite en raison de la recombinaison de l’oxygène sur la plaque négative. Dans les cellules mal conçues, la polarisation négative est perdue et la plaque négative se décharge, bien que la tension du flotteur soit supérieure au circuit ouvert.
6. Pour éviter le dessèchement, la température maximale de fonctionnement est réduite de 55°C à 45°C.
7. Les cellules VRLA ne permettent pas les mêmes possibilités d’inspection, telles que la mesure de la densité de l’acide et l’inspection visuelle, de sorte que la conscience d’une batterie en parfait état de fonctionnement est réduite.
Les batteries AGM nécessitent-elles un entretien ?
Non. Mais ils nécessitent une charge de rafraîchissement s’ils ne sont pas utilisés. Les batteries peuvent être maintenues en veille pendant un maximum de 10 à 12 mois à des températures normales. À des températures plus basses, la perte sera bien moindre.
Comment entretenir une batterie AGM ?
Normalement, il n’est pas nécessaire d’entretenir une batterie AGM. Bien que les fabricants de VRLAB déclarent qu’il n’est pas nécessaire d’égaliser la charge pendant le fonctionnement de la charge d’entretien, il est préférable, pour prolonger la durée de vie de la batterie, de la charger une fois tous les 6 mois (batteries de plus de 2 ans) ou tous les 12 mois (batteries neuves). Cela permet d’égaliser toutes les cellules et de les amener au même état de charge (SOC).
Faut-il charger une nouvelle batterie AGM ?
En général, toutes les batteries perdent de leur capacité en raison de l’autodécharge pendant le stockage et le transport. Il est donc conseillé de donner une charge de rafraîchissement pendant quelques heures en fonction du temps écoulé entre la date de fabrication et l’installation/mise en service. Les cellules de 2 V peuvent être chargées à 2,3 à 2,4 V par cellule jusqu’à ce que la tension aux bornes atteigne les valeurs définies et maintenues à ce niveau pendant 2 heures.
Les batteries AGM sont-elles plus sûres ?
Les batteries AGM (et les batteries au gel) sont beaucoup plus sûres que les batteries noyées. Ils ne peuvent pas être renversés et ne dégagent pas de gaz d’hydrogène (s’ils sont correctement chargés en suivant les instructions du fabricant). Si un chargeur ordinaire ou normal est utilisé pour charger une batterie AGM, il faut veiller à ce que la température ne dépasse pas 50ºC et que la tension aux bornes ne soit pas supérieure à 14,4 V (pour une batterie de 12V).
Quelle est la tension d'entretien d'une batterie AGM ?
La plupart des fabricants spécifient 2,25 à 2,30 V par cellule avec une compensation de température de – 3 mV/cellule (le point de référence est 25ºC).
Pour les batteries cycliques, la tension de charge en mode CV est de 2,40 à 2,45 par élément (14,4 à 14,7 V pour les batteries 12V).
À une tension de charge d’entretien typique de 2,25 V par cellule, la batterie VRLA a un courant d’entretien de 45 mA par 100 Ah en raison de l’effet du cycle de l’oxygène, avec un apport énergétique équivalent de 101,3 mW (2,25*45). Dans la batterie inondée équivalente, le courant de flottement est de 14 mA pour 100 Ah, ce qui correspond à un apport d’énergie de 31,5 mW (2,25V*14 mA).
Ainsi, le courant de flottement du VRLA est plus de trois fois supérieur.
Crédits : [R.F. Nelson dans Rand, D.A.J ; Moseley, P.T ; Garche. J ; Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead- Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, pp. 258].
Puis-je utiliser un chargeur d'appoint sur une batterie AGM ?
Oui. Qu’est-ce qu’une charge lente ? C’est la méthode permettant de donner une charge continue en utilisant un petit courant. Cela permet de compenser l’autodécharge de la batterie AGM lorsqu’elle n’est pas connectée à une charge.
Cet article était d’une longueur inattendue ! J’espère que vous l’avez aimé !
