3.Dossier sur les batteries

Fonctionnement d'une batterie: animation: Hydro-Quebec

Il y a donc 3 composants sur lesquels reposent les performances des batteries: Anode, Cathode et l'électrolyte

 

Il existe deux familles de batteries. Les batteries de démarrage et les batteries à décharge lente. Comme son nom l'indique, une batterie de démarrage est conçue pour fournir un courant important pendant un temps court.

 

 

 

Caractéristique d'une batterie:

Exemple:

batterie Li-Po

Ampérage: quantité d'électrons circulant dans le circuit (A)

 

Capacité noté C: nombre d'Ampères fournis en 1Heure (Ah). Plus une batterie à d'Ah, plus vous avez d'autonomie. On peut comparer les Ah d'une batterie à la taille d'un réservoir de voiture

 

Charge sous 1C: permet de choisir le chargeur

dans cet exemple on a 40Ah x 1C = 40Ah il faut donc un chargeur qui ne délivre pas plus de 40Ah

 

 

La charge se fait en 2 temps: 

1er temps: Intensité constante jusqu'à obtenir la tension maximale des éléments.

 

2ème temps: tension constante jusqu'à ce que l'intensité de charge passe en dessous de C/20.

Exemple: pour une batterie de 40A, l'intensité de charge (intensité délivrée par le chargeur) diminue au fur et à mesure que la batterie se charge et s'arrête lorsque l'intensité de charge atteint 40/20 = 2A

 

 

 

 

Types de batteries:

Il existe 4 types de batteries dont 2 quasi abandonnées:

1. Plomb

L'accumulateur au plomb a été inventé en 1859 par un français. Il a mis au point la première batterie rechargeable. Ces batteries ont une énergie massique dépassée par les nouveaux types de batteries. Leurs avantages sont d'avoir un prix plus accessible et une meilleur sécurité d'utilisation.

 

2. Nickel Cadium (Ni-Cd): quasi abandonnée:

La batterie Nickel-cadmium a été testée dés 1899, avec une commercialisation industrielle en 1947.

Leur principal défaut est l'« effet mémoire » (toujours attendre qu'elle soit déchargée avant de la recharger)

 

3. Nickel Metal Hybride (NiMh): en voie d'abandon:

Commercialisés au début des années 1990, elles ont remplacé les Ni-Cd pour des raisons écologiques. Elles ont également une énergie massique 1.5 fois supérieure au Ni-Cd.

Elles restent néanmoins dépassées par les batteries au lithium.

 

4. Lithium:           

     Première commercialisation en 1990. En ce début du XXI siècle, cette technologie offre la plus forte énergie spécifique (énergie/masse) et la plus grande densité d'énergie (énergie/volume).

Ces batteries peuvent fonctionner jusqu'à 15 ans. Les satellites Galiléo sont équipés de batteries Li-Ion SAFT d'une durée de vie vérifiée de 12 ans. 

Contrairement aux autres types de batteries, les batteries Li-Ion ne sont pas lié à un couple électrochimique: Tout matériaux pouvant accueillir en son sein des ions lithium, peut être à la base d'un accumulateur Li-Ion. Ceci explique la profusion de variantes de cette technologie.

 

Point très important: La batterie lithium présente une forte instabilité thermique ce qui se traduit par une surchauffe de la batterie jusqu'au point de fusion du lithium. Ce qui peut se produire surtout en phase de recharge, qui doit donc être soigneusement régulée avec une électronique de qualité. Il y a une grande disparité entre les fabriquants où le pire côtoie le meilleur: Les prix varient d'un rapport 10 entre deux batteries de technologie apparemment identique.