demi-pile n.f. Ensemble formé d'une électrode et de l'électrolyte l'entourant.
Une pile est constituée de deux demi-piles (gauche et droite) reliée par un pont salin. La pile que l'on étudie ici est la pile Daniell. Chaque demi-pile est constituée par une électrode qui est le plus souvent un métal et qui plonge dans une solution conduisant l'électricité donc une solution qui contient des ions.
Pourquoi séparer l'oxydant et le réducteur dans les deux demi-piles d'une pile électrochimique ? Cela impose aux électrons de circuler entre les deux bornes. Cela évite de perdre le contrôle de la réaction. Cela augmente la longévité de la pile.
C'est quoi une pile électrochimique ? Une pile électrochimique est un générateur électrique qui transforme de l'énergie chimique en énergie électrique. Les cellules électrochimiques fournissent les moyens de contrôler les réactions d'oxydoréduction.
Pour déterminer la quantité d'électricité Q disponible dans une pile, on peut utiliser la formule suivante : Q = n(e–) × F Avec Q : la quantité d'électricité en coulomb (noté C), n(e–) : la quantité de matière d'électrons (en mol) qui peuvent être échangés F : constante de Faraday , F= 96500 C.
la capacité énergétique de symbole E est la quantité d'énergie qu'elle peut fournir lors de sa décharge. Elle correspond au produit de la puissance fournie par le nombre d'heures d'utilisation. Elle s'exprime couramment en watts-heures (Wh), ou en milliwatts-heures (mWh).
L'autonomie d'une pile 9V va dépendre de sa capacité en mAh et de la consommation en mA de l'appareil. Ce que l'on peut dire tout de même, c'est que les piles 9V alcalines sont des piles à très faible autonomie, environ 600 mAh. En utilisant une pile 9V lithium, il est possible d'augmenter la capacité jusqu'à 1200 mAh.
Elles sont constituées d'acier (godet), de zinc et de manganèse avec un électrolyte basique (majoritairement de la soude ou de la potasse).
La force électromotrice d'une pile (« fem ») est la tension mesurée à ses bornes lorsque la pile ne débite pas de courant. Elle se note « E » et s'exprime en volts (V). Lorsque la pile débite du courant, il y a consommation des réactifs, ce qui provoque la diminution de la force électromotrice.
Une pile convertit l'énergie chimique en énergie électrique via une réaction d'oxydoréduction. Elle est constituée : De deux compartiments contenant chacun les deux espèces d'un couple d'oxydoréduction. D'un pont salin constitué d'un milieu dans lequel des ions positifs et négatifs peuvent se déplacer.
Le symbole électrique d'une pile est constitué de deux droites verticales. L'une des lignes est plus longue et plus mince que l'autre. Chaque ligne représente une borne différente de la pile. La ligne longue et mince représente la borne positive, et la ligne courte et épaisse représente la borne négative.
Électrodes pour les piles
La réaction redox de la pile se déroule par moitié à chacune, qui sont le siège d'une réaction spontanée : l'une est le siège de la réaction de réduction, c'est la cathode (pôle + de la pile) ; l'autre est le siège de la réaction d'oxydation, c'est l'anode (pôle – de la pile).
Une pile convertit de l'énergie chimique en énergie électrique, qu'elle fournit à un circuit extérieur branché entre ses deux électrodes. Une réaction électrochimique a lieu à la borne négative : c'est une oxydation. Les électrons sont cédés par le réducteur métallique et sont transférés dans le circuit extérieur.
L'anode est l'électrode où a lieu une réaction électrochimique d'oxydation (perte d'électrons) par opposition à la cathode où se produit une réaction électrochimique de réduction (gain d'électrons). Il peut s'agir du pôle négatif (-) dans une pile électrique (élément actif) qui débite.
Un oxydant est une espèce chimique capable de capter des électrons alors qu'un réducteur est une espèce chimique capable de les céder. Pour les couples complexes, il est nécessaire d'écrire la demi-équation électronique associée pour déterminer la nature des deux espèces.
Pour savoir qui est l'oxydant et le réducteur , en utilise cette définition : La substance qui perd des électrons est oxydée et est le réducteur. La substance qui gagne des électrons est réduite et est l'oxydant .
Bornes d'une pile
Les bornes de la pile plate sont ses deux lames. La petite lame est la borne positive (+) et la grande lame la borne négative (-). Les deux bornes de la pile cylindrique sont le bouton central et l'enveloppe métallique.
Le pont salin contient un électrolyte inerte du point de vue électrochimique et permet donc la conduction d'un courant électrique entre les deux demi-cellules sans que les deux solutions se mélangent.
L'unité de force électromotrice est le volt.
Car, même lorsqu'elle n'est pas utilisée, la pile est un objet ou de nombreuses réactions chimiques vont se produire. Elles génèrent naturellement un phénomène d'autodécharge, ce qui va dégrader ses capacités au fil du temps. Les piles auront donc tendance à durer moins longtemps après un certain moment.
Parce qu'une pile met très longtemps à se dégrader
Les piles ne doivent jamais être jetées dans la nature, ni aux ordures ménagères. Elles mettent en effet de nombreuses années à se dégrader, polluant abondamment au passage. On estime qu'une pile peut mettre entre 200 et plus de 7 000 ans à se dégrader totalement.
Si vos détecteurs de fumée sont alimentés par une pile de neuf volts, la pile doit être remplacée tous les 6 mois, tandis que l'alarme elle-même doit être remplacée une fois tous les 10 ans.
Une pile électrique désigne un objet jetable lorsqu'il est déchargé. On parlera de pile rechargeable ou accumulateur pour un objet vendu ou non avec son chargeur et de batterie pour un objet rechargeable incorporé dans un mobile, un ordinateur portable, un outillage électroportatif…
La tension normale des piles au lithium-ion est de 3,7 volts, mais cela peut varier. Renseignez-vous auprès du fabricant pour connaitre la tension d'une charge complète. Une pile au lithium de 3,7 volts cesse généralement de fonctionner à 3,4 volts. Chargez-la donc ou remplacez-la lorsqu'elle atteint cette valeur.