Imprimer

Informations sur les batteries

Afficher le contenu actuel en tant que flux RSS

Informations sur les batteries

Comment prolonger la durée de vie des batteries au lithium?

 

 

Découvrez ce qui fait vieillir le Li-ion et ce que l'utilisateur de la batterie peut faire pour prolonger sa durée de vie.

 

La recherche sur les batteries se concentre tellement sur les chimies au lithium qu'on pourrait imaginer que l'avenir de la batterie réside uniquement dans le lithium. Il y a de bonnes raisons d'être optimiste car le lithium-ion est, à bien des égards, supérieur aux autres chimies. Les applications sont en croissance et empiètent sur des marchés qui étaient auparavant solidement tenus par le Plomb Acide, tels que la mise en veille et le nivellement des charges.

 

De nombreux satellites sont également alimentés par Li-ion.

 

Le lithium-ion n'a pas encore complètement mûri et continue de s'améliorer. Des progrès notables ont été réalisés en matière de longévité et de sécurité, tandis que la capacité augmente progressivement. Aujourd'hui, le Li-ion répond aux attentes de la plupart des appareils grand public, mais les applications des EV (Véhicules Électriques) doivent être développées avant que cette source d'énergie ne devienne la norme imposée.

 

En tant que qu’utilisateur averti de batteries, vous avez plusieurs choix pour prolonger la durée de vie de la batterie.

 

Chaque système de batterie a des besoins uniques en termes de vitesse de chargement, de profondeur de décharge, de chargement et d'exposition à des températures défavorables.

 

Vérifiez les causes de la perte de capacité, comment la résistance interne croissante affecte-t-elle la performance, qu'est-ce que l'auto-décharge élevée fait et à quel point une batterie peut-elle être déchargée? Vous pouvez également être intéressé par les principes fondamentaux du test de la batterie.

 

Article: Comment charger et quand charger?

Article: Conseils simples des choses à faire et à ne pas faire

 

 

Qu'est-ce qui cause le vieillissement du lithium-ion?

 

La batterie lithium-ion travaille sur le mouvement des ions entre les électrodes positives et négatives. En théorie, un tel mécanisme devrait fonctionner pour toujours, mais le cyclage, la température élevée et le vieillissement diminuent la performance au fil du temps.

Les fabricants adoptent une approche prudente et précisent que la durée de vie de Li-ion dans la plupart des produits de consommation est comprise entre 300 et 500 cycles de décharge / charge.

 

L'évaluation de la durée de vie de la batterie lors des cycles de comptage n'est pas concluante car une décharge peut varier en profondeur et il n'existe pas de normes clairement définies sur ce qu'est un cycle (voir article: Bases sur la décharge). Au lieu du nombre de cycles, certains fabricants d'appareils suggèrent le remplacement de la batterie sur un système de date limite, mais cette méthode ne tient pas compte de l'utilisation. Une batterie peut tomber en panne dans le temps imparti en raison d'une utilisation intensive ou de conditions de température défavorables; Cependant, la plupart des packs batteries durent beaucoup plus longtemps que ce que le système de date limite.

La performance d'une batterie est mesurée en capacité, un indicateur de santé réel. La résistance interne et l'auto-décharge jouent également un rôle, mais elles sont moins significatives dans la prédiction de la fin de la vie de la batterie avec les batteries récentes en Li-ion.

 

La figure 1 illustre la chute de capacité de 11 batteries Li-polymère qui ont été recyclées dans un laboratoire Cadex. Les cellules de poche de 1 500 mAh destinées aux téléphones mobiles ont d'abord été chargées à un courant de 1500 mA (1 ° C) à 4,20 V / cellule et ensuite saturées à 0,05 ° C (75 mA) dans le cadre de la saturation complète de la charge. Les batteries ont ensuite été déchargées entre 1 500 mA et 3,0 V / cellule, et le cycle a été répété. La perte de capacité attendue des batteries Li-ion était uniforme sur les 250 cycles livrés et les batteries ont fonctionné comme prévu.

 

Capacity drop as part of cycling

La capacité diminue dans le cas cyclique*

Figure 1: Chute de capacité dans le cadre d'un cyclage. Onze nouveaux packs Li-ion ont été testés sur un analyseur de batterie Cadex C7400. Tous les packs ont démarré avec une capacité de 88-94% et ont diminué jusqu'à 73-84% après 250 cycles de décharge complète. Les packs de 1500mAh sont utilisés dans les téléphones mobiles.

*Fournie par Cadex

Bien qu'une batterie devrait fournir une capacité de 100% pendant la première année de service, il est courant de voir des capacités inférieures à celles spécifiées, et la durée de vie peut contribuer à cette perte. En outre, les fabricants ont tendance à surdimensionner leurs batteries, sachant que très peu d'utilisateurs feront des contrôles ponctuels et se plaindront s'ils sont faibles. Ne pas avoir à faire correspondre les cellules individuelles dans les téléphones mobiles et les tablettes, comme cela est requis dans les packs multi-cellules, ouvre les vannes pour une acceptation de la performance beaucoup plus large. Les cellules ayant des capacités plus faibles peuvent glisser à travers les circuits sans que le consommateur le sache.

 

Semblable à un dispositif mécanique qui s'use plus rapidement en cas d'utilisation intensive, la profondeur de décharge (DoD) détermine le nombre de cycles de la batterie. Plus la décharge est faible (faible DoD), plus la batterie durera longtemps. Dans la mesure du possible, évitez les décharges complètes et chargez la batterie plus souvent entre les utilisations. Décharge partielle sur Li-ion est fortement recommandée. Il n'y a pas d'effet mémoire et la batterie n'a pas besoin de cycles de décharge complets périodiques pour prolonger la durée vie. L'exception peut être un calibrage périodique de la jauge d'indication de charge sur une batterie intelligente ou un appareil intelligent. (Voir articles: Comment calibrer une batterie "intelligente")

 

Les tableaux suivants indiquent les pertes de capacité liées au stress sur le lithium-ion à base de cobalt. Les tensions de lithium phosphate de fer et de titanate de lithium sont plus faibles et ne s'appliquent pas aux références de tension données.

 

 

Note: Les Tableaux 2, 3 et 4 indiquent les tendances générales de vieillissement des batteries Li-ion à base de cobalt commun sur les niveaux de décharge, de température et de charge. Le Tableau 6 examine en outre la perte de capacité

TABLEAU_dOd

Tableau 2: Cycle de vie en fonction de profondeur de décharge.

 

* Une décharge partielle réduit le stress et prolonge la vie de la batterie, de même qu'une charge partielle. La température élevée et les courants élevés affectent également la durée de vie du cycle.

 

Remarque: 100% DoD est un cycle complet; 10% est très bref. Le cyclage à mi-parcours aurait la meilleure longévité.