Brevet FR2593643A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un procédé de charge d'une batterie d'accumulateurs étanche au plomb-acide comprenant l'étape consistant à faire traverser la batterie par un curant de sens inverse à celui du courant de charge. Lorsqu'une batterie d'accumulateurs étanche au plomb-acide n'est pas excessivement déchargée, on peut la charger de la façon classique, mais lorsque la décharge est excessive, et que la batterie est laissée dans cet état, seul un courant de charge de faible intensité la traverse pendant un certain laps de temps au commencement de la charge. Par conséquent, la caractéristique de récupération de la charge de la batterie est très mauvaise. On pense que cela est dû à la présence d'une pellicule de haute résistance qui se forme sur une interface entre la grille de la plaque positive et la ma tière active lorsque la batterie est excessivement déchargée et laissée dans cet état. On utilise depuis quelque temps des batteries étanches au plomb-acide comme source d'énergie dans des appareils tels que les aspirateurs maniables, les enregistreurs à bande vidéo, les magnétophones à disque compact, etc. Il existe ainsi une demande de plus en plus grande pour des batteries étanches au plomb-acide comme sources d'alimentation pour instruments électriques et domestiques. Dans cette utilisation dans des applications domestiques, il est fréquent que la batterie soit excessivement déchargée et maintenue dans cet état pendant une longue durée. Par conséquent, on ne peut recharger la batterie étanche en suivant un procédé classique. En conséquence, la présente invention a pour objet principal un procédé permettant de charger effectivement une batterie étanche au plomb-acide qui est excessivement déchargée et maintenue dans cet état pendant une longue durée. Selon la présente invention, on prévoit un procédé de charge d'une batterie étanche au plomb-acide, comprenant les étapes consistant à - faire traverser la batterie par un courant de sens inverse à celui du courant de charge; - puis faire circuler le courant de charge dans la batterie. La charge peut s'effectuer en adoptant les procédés classiques de charge à tension constante, à courant constant ou à tension quasi-constante. La pellicule de haute résistance se formant sur l'in- terface entre la grille de la plaque positive et la matière active lors de la décharge excessive de la batterie et maintien à cet état pendant une longue durée, présente la caractéristique d'une diode et la pellicule, la grille et le plomb n'ont aucun contact ohmique les uns avec les autres. Lorsqu'on mesure à l'état sec la caractéristique courant-tension des plaques après décharge excessive de la batterie et maintien à cet état, le courant traverse difficilement les plaques dans le sens de la charge, c'est-à-dire dans le sens allant du plomb de la grille vers la pellicule à haute résistance et il les traverse facilement dans le sens de la décharge, c'est-à-dire entre la pellicule à haute résistance et le plomb de la grille, comme cela est représenté en figure 3. On a par conséquent constaté que, le courant traversant la batterie étanche dans le sens de la décharge, sens dans lequel il circule facilement, la forme de la pellicule à haute résistance change par suite de la réaction électrochimique, de sorte que le redressement est perdu entre la grille et la matière active. La figure 4 représente la caractéristique courant-tension des plaques à l'état sec après passage du courant dans les plaques dans le sens de la décharge. Ain si, on remarquera en figure 4 que le redressement de la pellicule à haute résistance est perdu ou éliminé par la circulation du courant dans le sens de la décharge, lequel est l'inverse du sens de charge; puis, la charge s'effectuant normalement, le courant de charge circule rapidement de sorte que la caractéristique de récupération de la charge est remarquablement améliorée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins cijoints dans lesquels La figure 1 représente la courbe du courant de charge en fonction du temps de charge lorsqu'on procède à la charge, selon un mode de réalisation de la présente invention, d'une batterie étanche au plomb-acide qui a subi une décharge excessive et a été maintenue dans cet état pendant une longue durée; La figure 2 représente la caractéristique du courant de charge en fonction du temps de charge lorsqu'on effectue une charge avec une tension constante de 2,45 V selon le procédé classique de charge d'une batterie étanche au plombacide ayant subi une décharge excessive et ayant été maintenue dans cet état pendant une longue durée;; La figure 3 représente la caractéristique couranttension de plaques sèches après qu'elles ont été soumises à une décharge excessive et maintenues dans cet état pendant une longue durée; La figure 4 représente la caractéristique couranttension de plaques sèches après application aux plaques à l'état humide d'une tension de - 2,45 V, le courant ayant circulé pendant une minute après que les plaques aient été soumises à une décharge excessive et maintenues dans cet état pendant une longue durée; et La figure 5 représente les résultats d'une comparaison des taux de récupération de la capacité lors de l'utilisation du procédé de la présente invention et du procédé classique, respectivement. On décrira maintenant un mode de réalisation de la présente invention. On fabrique une batterie étanche au plombacide de 1,2 Ah - 2 V en utilisant deux plaques positives de 28 mm de haut, de 27 mm de large et de 3,4 mm d'épaisseur, trois plaques négatives de 28 mm de haut, de 27 mm de large et de 2,4 mm d'épaisseur, et des séparateurs sous forme d'un voile de maintien en fibres de verre non tissées de 1,3 mm d'épaisseur. La batterie est remplie d'un électrolyte constitué de 12 ml d'acide sulfurique ayant une masse spécifique de 1,30. On charge et décharge de façon répétée et cela plusieurs fois, la batterie d'accumulateurs et après obtention d'une capacité stable, on la décharge à un courant de 300 mA sans effectuer une décharge excessive. Ensuite, après charge de la batterie avec une tension constante de 2,45 V pendant une durée de 5 heures, on la décharge en continu sur une résistance constante de 5 ohms pendant 36 heures. On maintient pendant 80 jours à une température de 200C la batterie ayant subi cette décharge excessive. La figure 2 représente la variation du courant en fonction du temps lorsqu'on charge la batterie de la maniè- re classique sous une tension constante de 2,45 volts. La figure 1 montre la variation du courant en fonction du temps lorsque la batterie ayant subi une décharge excessive et ayant été maintenue à cet état pendant une longue durée est rechargée sous une tension constante de 2,45 volts par application à la batterie d'une tension de - 2,45 volts pendant une minute de façon que le courant circule dans le sens de décharge en conformité avec la présente invention. Comme on le remarque en figure 1, la batterie chargée à la tension constante de 2,45 volts, après avoir été traversée par le courant pendant une minute seulement dans le sens de décharge selon la présente invention, peut etre rechargée à un courant égal à 10 fois le courant de charge (figure 2) du procédé classique dans lequel aucun courant n'a circulé dans le sens de la décharge. La figure 5 représente les taux de récupération en % de la capacité de batteries étanches qu'on a chargées à la tension constante de 2,45 volts pendant 5 heures de la manière classique et à une tension constante de 2,45 volts pendant 5 heures après qu'on ait appliqué la tension de - 2,45 volts de façon à faire traverser la batterie pendant 1 minute par un courant circulant dans le sens inverse, ou sens de décharge, selon le procédé de la présente invention, respectivement. Comme le montre la figure 5, le procédé de charge de la batterie selon la présente invention (PI) permet d'améliorer le taux de récupération de la capacité beaucoup mieux que le procédé de charge de l'art antérieur (AA). On ne connaît pas très clairement les raisons du redressement se produisant au droit de la pellicule à haute résistance se formant sur l'interface entre la plaque positive et la matière active et la raison de son élimination par circulation du courant dans le sens inverse du courant de charge. On suppose que la pellicule à haute résistance change de forme par suite de la réaction électrochimique dans l'acide sulfurique, ce qui ne se produit jamais à l'état sec, en l'absence d'acide sulfurique.Lors de mesure de la résistance interne de la batterie d'accumulateurs, on a constaté que celle-ci est d'environ 500 ohms aussitôt après que la batterie ait subi une décharge excessive et ait été maintenue dans cet état pendant une longue durée, mais elle est approximativement de 2 ohms après application de la tension de -2,45 V de façon à faire traverser la batterie par un courant pendant une minute dans le sens de la décharge. On constate donc qu'il y a changement de forme de la pellicule à haute résistance. Bien que dans le présent mode de réalisation la charge soit faite sous tension constante, elle peut être effectuée sous tension quasi constante ou avec un courant constant. On notera que de telles charges permettent d'obtenir l'effet de la présente invention. En conclusion, le procédé de la présente invention présente un taux notamment plus élevé de récupération de la ca pacité d'une batterie étanche au plomb-acide ayant subi une décharge excessive et ayant été maintenue dans cet état de décharge pendant une longue durée, ce qui permet de l'employer d'une façon plus effective dans les instruments ménagers électriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de charge d'une batterie d'accumulateurs étanche au plomb-acide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - faire traverser la batterie par un courant circulant dans le sens inverse au sens du courant de charge; puis, - faire traverser la batterie par le courant de charge. 2 - Procédé de charge d'une batterie étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant la traversant dans le sens inverse circule pendant une durée prédéterminée au commencement de la charge. 3 - Procédé de charge d'une batterie étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant de charge circule sous une tension constante. 4 - Procédé de charge d'une batterie étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant de charge circule sous une tension quasi-constante. 5 - Procédé de charge d'une batterie étanche selon la revendication 1, casacérise en ce que l'étape de charge est effectuée avec un courant constant.