Author Topic: [ Batteries ] Bien entretenir ses batteries  (Read 2475 times)

Offline Ti

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[ Batteries ] Bien entretenir ses batteries
« on: 21 September, 2011, 16:00:55 »
Je l'avais promis dans un autre sujet, je m'exécute, et commets donc un dossier sur les batteries, leurs vies, leurs œuvres, et surtout leur entretien. Ici, il n'y aura pas trop de donnée originale, étant donné que 90% des informations sortent de wikipedia. Disons que j'ai joué ici un rôle d'agrégateur de données...


Déjà, commençons par quelques définition :

Effet mémoire : détérioration des électrolytes d'un accumulateur, qui entraine une moindre disponibilité de l’énergie : l'accumulateur ne peut restituer la totalité de sa charge, entrainant, de fait, une durée de vie qui se réduit. Cet effet apparait à force de décharger/recharger la batterie selon des cycles identiques. Exemple concret, si on recharge systématiquement la batterie quand il reste 23% de batterie, à force, l'effet mémoire empêchera d’accéder à l'énergie de ces 23%. la batterie se déclarera vide, entrainant une impression de dégradation de la batterie.
En pratique, l'expression "Effet mémoire" telle qu'on l'entend souvent est un abus de langage. En  effet, le soucis de nos batteries grand public vient bien plus souvent de la cristallisation que du vrai effet mémoire, celui ci nécessitant des conditions systématiques que les particuler ne rencontrent en pratique jamais.

Cristallisation : formation de matériau cristallin occasionnant une perte de capacité. Il s’agit d’un phénomène chimique, provoqué par des surcharges électriques, qui entraîne une perte apparente d’endurance de la batterie concernée. Pour l’éviter, il convient de ne jamais laisser une batterie en surcharge et de procéder, ponctuellement (mais pas systématiquement) à des décharges complètes de la batterie


Ensuite, attaquons les différents types d'accumulateurs. on ne parlera ici que des accu grand public et nomades. On va donc délibérément ignorer les accu Plomb-Acide (la techno des batteries de voiture) ou Salin Rechargeables, qui sont introuvables dans le commerce, pour rester sur les 4 grandes techno du marché :

I - Accumulateur nickel-cadmium ou Ni-Cd

Ils utilisent de l'oxyhydroxyde de nickel et du cadmium comme électrodes. Elles ne sont plus vendues dans l'union européenne, en raison de l'importante toxicité du Cadmium. Toutefois, il en reste encore en circulation dans certains appareils, généralement pas tout jeunes, en les camescopes des années 80, les baladeurs...

Nombre de cycles : de 800 à 1000.

Avantages du NiCd

- Charge simple et rapide, même après une longue période de stockage, et notamment à froid.
- Grande durée de vie en nombre de cycles de charge et de décharge.
- Conserve ses performances à basse température et ne vieillit pas prématurément à haute température.
- Résistance interne très faible.
- Stockage aisé, quel que soit son niveau de charge.



Faiblesses du NiCd

- Faible densité énergétique.
- S'auto-décharge assez rapidement (20% / mois).
- Sensibilité à l'effet mémoire.
- Contient des substances dangereuses (6% de Cd) ce qui implique qu'il doit être collecté en fin de vie pour recyclage.


II - Accumulateur nickel-hydrure métallique ou NiMH

Ils utilisent utilisent de l'hydrure métallique (composé permettant un stockage de l'hydrogène) et de l'oxyhydroxyde de nickel comme électrodes.


Points forts du NiMH

- Contient beaucoup plus d'énergie que le Nickel-cadmium
- Peu sensible à l'effet mémoire
- Simple à stocker et transporter
- Ne contient pas de cadmium

Points faibles du NiMH

- Ne supporte pas le dépassement de charge
- Détection de fin de charge difficile (Δv très faible)
- Durée de vie plus faible que le Nickel-cadmium en nombre de cycles



III - Accumulateur Lithium-Ion ou LiOn

Avantages du LiON :

- Ils possèdent une haute densité d'énergie pour un poids très faible, grâce aux propriétés physiques du lithium (très bon rapport poids/potentiel électrique). Ces accumulateurs sont donc très utilisés dans le domaine des systèmes embarqués.
- Ils ne présentent aucun effet mémoire contrairement aux accumulateurs à base de nickel
- Ils ont une faible autodécharge (10 % par mois voire souvent moins de quelques % par an !)
- Ils ne nécessitent pas de maintenance
- Permettent une meilleure sécurité que les batteries purement lithium, mais nécessitent toujours un circuit de protection.


Inconvénients du LiOn:

- La profondeur de décharge : ces batteries vieillissent moins vite lorsqu'elles sont rechargées par des recharges partielles; que lorsqu'elles supportent des cycles complets de décharge/recharge
- Sur les produits grand public, cette technique vieillit même quand on ne s'en sert pas (corrosion interne et augmentation de la résistance interne)
- Les courants de charge et de décharge admissibles sont plus faibles qu'avec d'autres techniques.
- Il peut se produire un court-circuit entre les deux électrodes par croissance dendritique de lithium.
- L'utilisation d'un électrolyte liquide présente des dangers si une fuite se produit et que celui-ci entre en contact avec de l'air ou de l'eau.
- Cette technique mal utilisée présente des dangers potentiels : elles peuvent se dégrader en chauffant au-delà de 80°C en une réaction brutale et dangereuse. Il faut toujours manipuler les accumulateurs lithium-ion avec une extrême précaution, ces batteries peuvent être explosives. Et comme avec tout accumulateur : ne jamais mettre en court-circuit l'accumulateur, inverser les polarités, surcharger ni percer le boîtier.



IV - Li-ion polymère (Li-Po)

L'électrolyte est un polymère gélifié. L'accumulateur Li-Po utilise un principe de fonctionnement semblable aux accumulateurs Li-ion et a des caractéristiques proches.

Avantages des Li-Po[

- Piles et batteries pouvant prendre des formes fines et variées (carte de crédit).
- Peut être déposée sur un support flexible.
- Faible poids (le Li-Po permet parfois d'éliminer la lourde enveloppe de métal).
- Plus sûrs que les Li-ion (plus résistants à la surcharge et aux fuites d'électrolytes).

Faiblesse des Li-Po

- Densité énergétique plus faible que les Li-ion.
- Plus cher que le Li-ion.
- Charge soumise à des règles strictes sous peine de risque d'inflammation.
- Moins de cycles de vie.


V - "Ok pour les explications chiantes mais comment je fais avec mes piles moi ?"

Alors là on va simplifier tout ça sous forme de tableau, ça va rendre la lecture plus simple. Je regroupe NiCd et NiMH, leurs principes de fonctionnement étant très voisins. De même, je regroupe LiON et Li-Po, pour la même raison. Dans tous les cas, j'ai lu un peu partout qu'il est fortement déconseillé de les laisser en charge une fois remplies. En pratique, nos petits appareil récents (iPod/Pad, PSP, etc.) savent gérer la charge pour éviter de dégrader la batterie.




NiCd et NiMH :

Recharge : il n’est pas impératif de procéder systématiquement à une décharge complète des batteries, il peut parfois être nécessaire d’opérer des décharges profondes de façon ponctuelle, permettant de lutter contre la cristallisation.

Stockage :
Un élément de batterie Ni-Cd doit être stocké déchargé.
Un élément de batterie Ni-MH doit être stocké chargé.



LiOn/Li-Po :

Recharge :
- Idéalement, recharger les batteries... n'importe quand. Le bon sens recommande d'éviter les cycles de décharge/recharge pour 2% de batterie, mais en théorie l'accumulateur ne devrait pas s'en porter plus mal.
- Ces batteries ne doivent jamais être complètement déchargées, mais souvent, les électroniques qu'elles alimentent s'arrêtent de fonctionner bien avant que la batterie ne soit complètement déchargée.

Stockage :
- Si vous devez les stocker pour une longue période, elles doivent idéalement être à moitié chargées.
- Pour compenser la faible auto décharge il est préconisé de remettre en charge l’accu pendant un bref instant toutes les 500 heures.



VI - Nos machines chéries.

La plupart des machines récentes embarquent du LiOn, mais il existe quelques exceptions. Récapitulons :

iPhone 4 : LiOn
PSP fat : LiOn
« Last Edit: 21 September, 2011, 22:59:17 by Ti »

Offline Hebus San

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Re: [ Batteries ] Bien entretenir ses batteries
« Reply #1 on: 21 September, 2011, 17:26:49 »
C'est limpide. Si je peux me permettre, un petit tableau récapitulatif de nos machines usuelles (téléphones et consoles portables) en indiquant qui embarque quoi et le conseil de charge basique serait du meilleur effet. :)

Offline Ti

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Re: [ Batteries ] Bien entretenir ses batteries
« Reply #2 on: 21 September, 2011, 19:27:32 »
C'est prévu, mais je n'ai que ma psp sous la main. Ça fait juste pour un tableau ;D

Offline zanrek

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Re: [ Batteries ] Bien entretenir ses batteries
« Reply #3 on: 02 November, 2011, 20:32:03 »
çà règle bien des questions. Non sérieux j'en ai vraiment appris!