Les piles zinc-air sont des modèles spéciaux utilisés aussi bien pour les petits dispositifs électroniques de tous les jours que pour d’autres types d’objets. Leur conception est très particulière et suscite souvent l’intérêt de ceux qui sont sur le point de les acheter ou qui les trouvent simplement dans un magasin et aimeraient savoir de quoi il s’agit. Dans ce petit guide, nous allons expliquer les caractéristiques d’une pile zinc-air, en mettant l’accent sur les aspects positifs de ces modèles et leurs particularités.
Piles zinc-air : ce que c’est
Les piles zinc-air sont des piles rechargeables composées d’oxygène atmosphérique dans la cathode et de zinc dans l’anode. Lorsque l’oxygène reçoit des électrons, il est réduit, tandis que le zinc, en revanche, subit un processus d’oxydation lorsqu’il les cède. Le mouvement des électrons entre un pôle et l’autre génère une différence de potentiel et donc une tension électrique qui peut alimenter des circuits complexes.
Les piles rechargeables ont la particularité d’avoir un processus réversible. Contrairement aux piles jetables normales, qui n’ont qu’une action de décharge, les piles rechargeables ont également une période de recharge. Cela signifie qu’une fois épuisées, ces piles peuvent être rechargées avec un chargeur spécial pour retrouver une charge complète.
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Les piles zinc-air font partie de la catégorie des piles à combustible. Une pile à combustible est un dispositif électrochimique dans lequel l’électricité est obtenue directement à partir de certaines substances, telles que l’oxygène et l’hydrogène, sans qu’aucun processus de combustion thermique n’ait lieu. Dans les modèles zinc-air, le combustible est le zinc et le comburant est l’oxygène. Ces piles se déchargent lorsque la partie des électrodes contenant du zinc s’oxyde.
Cependant, les piles zinc-air ne peuvent pas être rechargées indépendamment par quiconque. Le dioxyde de zinc, le zinc oxydé, est presque régénéré par un procédé électrochimique qui ramène le bloc-piles à sa substance métallique originale, le zinc. Les packs de piles zinc-air peuvent être rechargés dans les stations-service.
Un kg de batteries zinc-air fournit 10 fois plus d’énergie par heure qu’un modèle plomb-acide.
Piles zinc-air : comparaison avec différents modèles
Les batteries zinc-air sont souvent comparées à d’autres types de batteries afin de mettre en évidence leurs aspects positifs et négatifs et de mieux comprendre leurs avantages. Dans cette section, nous allons faire une comparaison entre les piles couramment utilisées et les piles zinc-air.
Les piles zinc-air présentent de grands avantages en termes de poids et de respect de l’environnement. Par rapport à une pile nickel-cadmium, les piles zinc-air sont plus légères, précisément parce qu’elles ne contiennent pas les mêmes métaux lourds toxiques. En outre, les piles zinc-air, par rapport aux piles nickel-cadmium, ne souffrent pas de l’effet mémoire, c’est-à-dire que le dernier niveau de charge atteint avant la recharge n’est pas mémorisé. Par conséquent, l’autodécharge est très faible. Ces modèles présentent également un bon rapport qualité-prix par rapport aux batteries au plomb.
En ce qui concerne l’autonomie des batteries, les batteries zinc-air ont certainement une durée de vie plus longue que les modèles lithium-ion. Ces batteries ont également un bon rendement et ne provoquent pas de court-circuit si elles sont endommagées.
Cependant, les piles zinc-air présentent également quelques aspects négatifs par rapport aux autres modèles de piles. Ces piles souffrent d’une réduction de la réactivité de l’oxygène atmosphérique lorsqu’elles sont placées à des températures très basses et humides. Dans les climats chauds et presque torrides, ces batteries parviennent à augmenter leur puissance et aussi leur autonomie. Par exemple, un véhicule fonctionnant avec une batterie zinc-air aurait une durée de vie plus longue et une puissance maximale s’il roulait dans un désert aux températures très élevées. Une batterie lithium-ion, en revanche, perd environ 20 % de sa capacité à une température de 25°. Les batteries lithium-ion sont en fait mieux adaptées aux climats froids.
Un autre inconvénient de ces batteries est le fait qu’elles ne peuvent pas être rechargées à domicile comme la plupart des batteries. Cependant, de nombreuses études sont en cours pour évaluer si une batterie zinc-air rechargeable peut être mise sur le marché.
Domaine d’application
Ce type de batterie est actuellement testé dans de nombreuses voitures. Ce type d’alimentation est utilisé dans de nombreuses voitures électriques ; il est beaucoup moins cher et sa charge est plus élevée. L’avantage d’utiliser une batterie zinc-air pour les voitures est que le risque d’incendie est réduit. Par rapport aux batteries plomb-acide, ces modèles ne dégagent pas de substances acides brûlantes qui peuvent apparaître si la batterie est ouverte ou endommagée.
Le zinc-air est également très utilisé dans les piles boutons et est largement utilisé dans les appareils auditifs. Les piles boutons de ce type utilisent l’oxygène de l’air comme électrode et ont une capacité élevée. On peut également trouver ce modèle dans les scooters ou les vélos électriques, notamment dans certaines marques chinoises.
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