Cum funcționează o baterie auto?

O baterie de 12V cu Plumb-Acid este formată din șase celule conectate în serie, fiecare celulă producând aproximativ 2,11 volți. O celulă este formată din foi subțiri de plăci negative intercalate cu plăci subțiri de plăci pozitive, toate fiind separate între ele printr-un material poros, izolator, denumit separator, pentru a preveni scurtcircuitarea. Toate aceste plăci negative sunt interconectate formând polul negativ, iar cele pozitive se interconectează pentru a forma polul pozitiv al celulei respective. Polul pozitiv al primei celule este conectat la polul negativ al celei de-a doua celule, polul pozitiv al celei de-a doua celule este conectat la polul negativ al celei de-a treia celule și tot așa.
Cea mai uzuală tehnologie de fabricație a plăcilor, la ora actuală, presupune un cadru metalic (grilă) ce servește ca suport pentru masa activă care este lipită pe această grilă. Substanța care formează masa activă a plăcii pozitive (catod) este peroxid de plumb (Pb02), iar cea care formează masa activă a plăcii negative (anod) este plumbul (Pb). Pentru o performanță superioară și o durată de viață mai lungă, în compoziția plăcilor se adaugă antimoniu (stibiu - Sb) sau, la bateriile fără întreținere, calciu (Ca).
Celulele sunt apoi cufundate într-un lichid, denumit electrolit, care este format din acid sulfuric diluat (H2S04). De aici vine și denumirea bateriilor cu plumb-acid. Această combinație duce la o reacție chimică ce produce energie electrică.

Procesul de descărcare a unei baterii auto

Procesul de descărcare a bateriei începe în momentul în care la bornele exterioare ale bateriei se conectează un consumator (spre exemplu electromotorul care ajută la pornirea motorului, becurile, radioul etc), curentul stabilindu-se de la catod la anod . Ionii de hidrogen (H2+) sunt transportați la electrodul pozitiv, unde intră în combinație cu peroxidul de plumb (PbO2), iar ionii de radical de acid (SO4-) se depun pe electrodul negativ, unde reacționează cu plumbul. Are loc următoarea reacție chimică: Pb02+Pb+2H2S04 -> 2PbS04 + H20, în urma căreia densitatea electrolitului scade, acesta descompunându-se în apă (H20) și sulfat de plumb (PbS04). Din acest motiv, cu cât o baterie este mai descărcată, cu atât concentrația de apă din electrolit va fi mai mare. Ca urmare, în anotimpul rece, o baterie poate îngheța la temperaturi negative, cu atât mai repede cu cât gradul de descărcare este mai mare.
Particulele de sulfat de plumb se depun pe suprafața plăcilor, într-o măsură direct proporțională cu gradul de descărcare al bateriei. Sulfatul de plumb nu este un bun conductor de curent, fiind insolubil în apă. Acest proces se numește sulfatare.

Procesul de încărcare a unei baterii auto

Procesul de încărcare a bateriei este procesul invers procesului de descărcare și începe în momentul în care la bornele bateriei se conectează un generator (o sursă) de tensiune electrică, fie alternatorul mașinii fie un redresor. La trecerea curentului electric prin electrolit, acidul sulfuric se disociază și ionii de hidrogen (H2+) se depun pe catod iar ionii de radical acid (S04-) sunt atrași de anod. Are loc următoarea reacție chimică: 2PbSO4 + H2O -> Pb + PbO2 + 2H2SO4, în urma căreia apa și sulfatul de plumb se recombină și se transformă în: plumb (care se depune pe anod - refacerea anodului), peroxid de plumb (care se depune pe catod - refacerea catodului) și acid sulfuric, care contribuie la creșterea densității electrolitului.
Un ciclu al bateriei se definește ca fiind un proces de descărcare urmat de unul de încărcare.