Dernière mise à jour :
03/02/2013
Présentation
On trouve sur le Net de nombreuses informations
concernants les accus (accumulateurs) et batteries, ainsi que sur les chargeurs du commerce (ou à faire soi-même).
La plupart du
temps, les recherches que nous (utilisateurs ou acheteurs en devenir)
effectuons, concernent les bons principes
de charge (et/ou décharge) liés à la bonne tenue des accus dans le
temps. Car quand on décide d'investir dans des accus à la place des
piles, on espère justement que cela durera longtemps. Si on
accepte de payer un accu trois à dix fois plus cher (par
rapport à une pile non rechargeable), c'est bien parce que sur le long
terme on espère que la dépense totale sera
moindre. C'est bon pour le portefeuille, mais aussi pour la planète,
dit-on.
Si pour les accus on n'hésite peu à mettre la main à la bourse,
il n'en va pas toujours de même pour le chargeur, indispensable bien
sûr mais dont la tâche peut sembler "secondaire". Et pourtant... un chargeur "basique" n'est pas
forcément une bonne solution, sauf si on se contente de penser que
l'économie réalisée avec des accus qu'on pourra charger 50 ou 100 fois
est suffisante.
Eléments séparés et packs
Quand
on parle de batterie ou d'accu, on peut sous-entendre "élément de base"
ou "pack". Le terme "accu" signifie "élement de base" (par exemple accu
LR6 1,2 V) et le terme "batterie" signifie "ensemble
d'éléments de
base" (par exemple batterie au plomb de 12 V pour voiture, qui contient
six éléments de base de 2 V, ou pile rectangulaire "6F22" rechargeable
qui contient six élements de base de 1,2 V). Ne pas
confondre le terme français "batterie" avec le terme anglophone
"battery" qui désigne une pile (non rechargeable). Dans le texte qui
suit, nous
utiliserons le plus souvent le terme "accu" comme terme générique qui
désigne un
élément qui peut être rechargé un certain nombre de fois.
Avertissements
Je ne suis spécialiste ni des batteries ni des accus,
et encore moins des chargeurs ! En fait je ne suis spécialiste de rien.
Je
me suis simplement contenté de synthétiser les infos qui pour moi me
semblaient
importantes. La réalisation artisanale d'un chargeur est possible, je
propose
d'ailleurs sur ce site quelques schémas qui peuvent convenir pour des
accus Ni-Cd (voire pour des Ni-MH). Si
vous voulez fabriquer vous-même un chargeur d'accus, je vous recommande
vivement d'utiliser des circuits spécifiquement dédiés à cet usage. Le
simple bloc "transfo d'alim + diode de redressement" ne suffit pas !
Pour les accus Li-Ion, c'est encore plus risqué. Vous devez
impérativement utiliser des circuits de charge évolués sous peine de
faire exploser le matériel et de blesser l'utilisateur. Pour ma part
j'ai un peu travaillé sur les circuits de charge et de monitoring
(BQ3060 et BQ24725 de Texas Instrument, pilotage via liaison SMBUS) et
je peux dire que question simplicité, on est loin des accus au plomb !
Calcul rapide...
Voici une comparaison rapide (janvier 2013) qui pourrait convaincre
ceux qui ne sont pas encore persuadés du bienfait des accus par rapport
aux piles. Supposons que vous possédiez un jouet ou un ustensile qui
sert souvent et qui impose un remplacement fréquent des piles.
Faisons un bref comparatif de coût de revient avec des
piles et avec des accus "premier prix" ou de "bonne qualité",
au nombre de quatre et au bout de 10, 20 et 50 cycles (notez qu'on
n'inclue pas la consommation d'électricité demandée pour la charge des
accus, qui reste très faible par rapport au coût des piles ou accus eux-mêmes).
|
Accus/piles |
Chargeur |
Total |
x10 |
x20 |
x50 |
4 piles saline LR6 "premier prix" |
2 € |
- |
2 € |
20 € |
40 € |
100 € |
4 piles alkaline LR6 "de marque" (1) |
5 € |
- |
5 € |
50 € |
100 € |
250 € |
4 accus LR6 (2) + chargeur "premier prix" |
5 € |
10 € |
15 € |
15 € |
15 € |
15 € |
4 accus LR6 (2) + chargeur "de marque" |
15 € |
50 € |
65 € |
65 € |
65 € |
65 € |
(1) Panasonic, Duracell, Sony, etc. Bien entendu, les prix varient selon
les vendeurs, j'ai fait une "moyenne".
(2) Modèles 2000 mAh GP pour le premier prix. Sanyo,
Panasonic ou Sony pour les autres marques.
Premier constat : même si le nombre de cycles de charge / décharge
n'atteint pas les 1000 souvent annoncés (presque 3 ans à raison
d'une charge par jour), l'achat des accus et du
chargeur est rapidement amorti.
Deuxième constat (basé sur le premier) : pourquoi ne pas se
focaliser sur les accus et chargeurs premier prix, vu que le
retour sur investissement est fait au bout de 10 cycles ? La réponse
tient en un mot : confort. A capacité égale et à courant de décharge
égal, les accus premier prix tiennent la charge moins longtemps. Cela
peut très bien n'avoir aucune importance pour certaines applications et
vous en serez alors fort content. Pour des usages plus intensifs, plus
réguliers et surtout plus professionnels, des accus qui durent plus
longtemps et dans lesquels on place une plus grande confiance sont
préférés.
Conseils d'ordre général
Les infos qui suivent sont valables pour l'ensemble des accus
de toutes marques et tous types (plomb, NiCd, NiMH, etc).
Tension réelle
La
tension nominale des accus Ni-Cd et Ni-MH au format LR3, LR6, LR14 ou LR20 est souvent
de 1,2 V, alors que celle des
piles ordinaires (saline ou alkaline) est de 1,5 V. On peut à juste
raison se demander comment un appareil qui réclame 8 piles LR6
ordinaires (8 x 1,5 V = 12 V) va se comporter avec 8 accus de 1,2 V (8
x 1,2 V = 9,6 V), car la tension obtenue avec des accus peut en
effet
sembler trop juste. En réalité, ça se passe bien la plupart du
temps, pour deux raisons :
- premièrement, parce que l'appareil
accepte encore de fonctionner quand les piles normales s'usent et que
leur tension unitaire chute à 1,2 V voire 1,1 V (il a été conçu pour
tenir compte de cette chute de tension progresssive).
- deuxièment, la tension réelle d'un accu bien chargé est
supérieure à 1,2 V, il n'est pas rare qu'elle atteigne 1,4 V.
Remarque
: certains équipements électroniques permettent de spécifier si on a
affaire à des piles ordinaires ou à des accus (c'est le cas par exemple
de mon Tascam DR100). Cette information fournie par l'utilisateur
permet à la machine de donner une information plus pertinente du taux
de charge actuel et également de placer le seuil d'alerte "tension
faible" au bon endroit, pour une alerte au bon moment.
Capacité (en mAh ou Wh)
La
capacité qui est exprimée en mAh (ou en Ah ou Wh pour les gros modèles) donne
une idée de l'autonomie permise par des accus pour un courant de
décharge donné (courant consommé par l'appareil dans lequel l'accu se
trouve). On peut dire pour simplifier qu'un accumulateur de 2000 mAh
peut débiter 2 A pendant une heure ou 200 mA pendant 10 heures. Dans
les faits, ce n'est pas si simple et on peut observer une autonomie
supérieure quand le courant de décharge est faible par rapport à la
capacité annoncée (un accu 2000 mAh auquel on soutire un courant de 200
mA peut présenter une autonomie bien supérieure à 10 heures).
Il
peut exister des différences importantes entre des accus de marques
différentes, pour une même capacité et pour un même courant de
décharge. Ainsi, un accu de marque "V" donné pour 2700 mAh peut très
bien présenter une autonomie inférieure à celle qu'offre un accus de
marque "S" donné pour 2000 mAh. A noter que certains fabricants
indiquent une capacité minimale garantie, qui est souvent inférieure à la
capacité nominale (cas d'une des générations des Eneloop de Sanyo sur
lesquels figurait l'indication 1900 mAH min. alors que l'accu était
donné pour une valeur nominale de 2000 mAh).
Le lien suivant donne
quelques infos utiles fournies par les utilisateurs d'accus (les
mesures de capacité affichées sont obtenues avec des chargeurs évolués)
:
http://www.editgrid.com/user/math466/Capacit%C3%A9_accus
Auto-décharge en cas de non-utilisation
Certains
accus se déchargent plus vite que d'autres quand ils ne sont
pas sollicités, et cette particularité de se vider d'eux-même s'appelle
l'auto-décharge. Certains accus (Sanyo Eneloop par exemple, il y en a
d'autres) peuvent tenir correctement la charge même quand on ne
s'en sert pas.
Enfin quand on dit tenir la charge, cela veut dire qu'ils ne se
déchargent pas trop vite. Certains accus non utilisés peuvent se
décharger en deux ou trois semaines (c'est le cas de mes
accus Varta
Professionnal 2700 mAh, mes Varta ReadyToUse 2300 mAh se comportent un
poil mieux), alors que d'autres conservent encore au moins 80% de leur
charge au bout d'un mois (c'est le cas de mes Sanyo Eneloop 2000 mAh).
Cette caractéristique de faible valeur d'auto-décharge permet l'usage
de ces accus dans des appareils qui consomment "peu" (en regard de la
capacité de l'accu), comme les accessoires ou périphériques sans fil
(clavier, souris ou autre). On pourrait aussi envisager de les utiliser
dans des horloges, téléphones sans fil ou télécommandes de télé ou
lecteur de DVD, mais pour ce dernier exemple je pense que ça vaut plus
le coup si en temps normal vous devez
vraiment changer les piles trop souvent (au moins deux fois par an).
Attention aux appareils qui consomment même éteints !
Je
me suis fait avoir deux fois. Deux sets d'accus HS à cause
d'une décharge profonde, ils n'avaient pas encore subit cinq
cycles de
décharge / charge ! Pourquoi ? Parce que j'ai eu la bonne idée de les
laisser dans des appareils audio portables qui consomment pas mal
de courant même quand ils sont éteints (Zoom H2 et Tascam
DR100).
Evidement maintenant je retire les accus de leur compartiment quand je
ne me sers pas de ces appareils. C'est bien de lire dans les manuels
des trucs du genre "retirer les piles ou les accus si vous ne
vous vous
servez pas de votre appareil pendant longtemps". Mais ça veut dire
quoi, longtemps ? Pour moi, deux semaines, ce n'est pas si long...
Alors attention à ces appareils électroniques qui n'ont pas de
vrai interrupteur et qu'on met en route avec un bouton
poussoir qu'on
doit maintenir enfoncé pendant un certain temps pour allumage ou
extinction.
Nombre espéré de cycles de charge
On lit
souvent que tel ou tel accu peut être rechargé 500 fois, 1000 fois ou même 1500 fois.
Cela n'est bien sûr possible que sous certaines conditions
d'utilisation, faciles à reproduire en laboratoire mais pas vraiment
"reproductibles" sur le terrain. Plusieurs critères doivent être
respectés
pour une durée de vie maximale des accus.
- La première est de ne jamais les décharger
complètement (décharge profonde). Comme dit quelques lignes
auparavant, attention
aux appareils qui consomment même quand ils sont éteints. D'une manière
générale,
profitez de l'indication "niveau faible" quand elle existe, et
n'attendez pas que l'appareil s'éteigne de lui même. L'opération de
décharge "complète" avant recharge était peut-être valable avec les
accus Ni-Cd, elle ne l'est pas avec les accus Ni-MH.
- Une deuxième
règle est d'adopter un bon chargeur. C'est bête à dire, mais un
chargeur économique peut réduire de façon notable la durée de vie des
accus qu'il charge. Pourquoi ? Parce qu'il n'intègre pas toutes les
subtilités nécessaires au bon entretien des accus : le
contrôle de la
température en est un par exemple, qu'on ne trouve que sur les
chargeurs d'une certaine gamme. Un autre point à ne pas négliger :
la possibilité de charger un seul accu à la fois (charge individuelle
de 1, 2, 3 ou 4 accus sur le même chargeur). Les chargeurs d'entrée de
gamme imposent la recharge des accus par paire (2 ou 4), ce qui n'est
pas terrible si un des deux accus présente des performances
très
différentes de l'autre (les deux n'ont dans ce cas pas les mêmes
besoins en apport d'énergie, et on se retrouve alors avec un accu en
surcharge et/ou un accu non chargé). Pour le courant de charge,
privilégiez une valeur égale à 1/10 de la
capacité
nominale de l'accu, ou à la limite un petit peu plus. Certes, cela demande un temps de charge important,
typiquement compris entre 12 et 16 heures. Mais les accus s'en
porteront bien mieux. Un courant de charge plus élevé est possible, il
est recommandé d'y faire appel de façon ponctuelle, seulement dans le
cas où la recharge n'était pas prévue et devient urgente. Plus
les
accus seront chargés souvent en mode "charge rapide" (courant de charge
élevé) et plus leur durée de vie sera raccourcie.
Ne négligez
pas l'aspect "bon chargeur". Un chargeur économique à 10 euros,
comparés aux 30 à 50 euros (ou plus) d'un chargeur sérieux, vous le
fera payer à
petit feu, sur vos accus, et de façon sournoise (vous ne vous vous en
rendrez compte qu'au bout d'un certain temps). Sans compter que les
chargeurs sérieux offrent parfois une fonctionnalité intéressante :
celle de remettre (un peu) sur pied un accu qu'on croyait
définitivement mort. Le procédé de "résurection" ne fonctionne pas
toujours mais si on arrive à
récupérer quelques centaines de mAh, c'est toujours ça de gagné. Pour
ma part, je me suis équipé de deux chargeurs Powerex MH-C9000 en plus
de mes chargeurs standards (qui du coup ne me servent plus
beaucoup). Le soin à apporter au choix du chargeur est encore
plus vrai pour les accus
de type Li-Ion ou Li-Po, dont le nombre de cycles charge / décharge est
plus faible et peut descendre sous la barre des 50 en cas d'utilisation
d'un chargeur médiocre.
Mélanges d'accus différents dans un même appareil
De
même qu'on ne doit jamais mélanger des piles différentes (ou des piles
identiques mais des usées avec des neuves), il en va de même pour les
accus. Les accus installés dans un appareil doivent être de même
marque, même type, même capacité et même niveau de charge. Ce dernier
point est important : si un accu vide se trouve en série avec plusieurs
accus pleinement chargés, celui qui est vide peut être
irrémédiablement
endommagé. Si comme moi vous disposez de plusieurs jeux d'accus pour en
avoir toujours des prêts à l'emploi quand ceux qui servent sont
déchargés, pensez à les marquer par "groupes" (au feutre
indélébile ou avec
une étiquette sous un bout de scotch). Pour ma part, je dispose de boîtes et sachets sur lesquels j'ai noté "Chargés" et "A
charger".
Reconditionnement (récupération) d'accus à performances dégradées
Plusieurs
causes peuvent conduire un accu à ne plus pouvoir "tenir la charge".
Courant de décharge profond, charges répétées avec un courant trop
élevé, ou encore longue période de non utilisation. Dans certains cas,
il est possible de "récupérer" un accu dont les performances sont
fortement dégradées. Tout du moins est-il possible de déterminer si oui
ou non il doit être considéré comme irrécupérable. La méthode décrite
ci-après est celle adoptée par un fabricant de chargeurs évolués, mais
elle peut être suivie de façon manuelle avec les moyens du bord.
Attention, la méthode décrite ci-après demande du temps, plusieurs
jours d'affilé !
1 - Recharger l'accu sous un courant de C/10 (0,1x
capacité nominale, par exemple courant de charge de 200 mA si accu 2000
mAH) pendant 14 heures.
2 - Retirer l'accu du chargeur et le laisser reposer pendant deux heures.
3 - Décharger l'accu sous un courant de décharge de C/10.
4 - Laisser reposer l'accu pendant deux heures.
5 - Recharger à nouveau l'accu sous un courant de C/10 pendant 14 heures.
Répeter
cette opération (étapes 1 à 5) une à trois fois. Oui, c'est long !
L'idéal est de pouvoir mesurer le temps de décharge requis à chaque
opération, pour voir s'il y a une évolution favorable (augmentation
capacité) entre chaque. Si la capacité réelle est toujours très faible
au bout de la troisième opération, poursuivre comme suit :
6 - Recharger l'accu sous un courant de C/10 pendant 16 heures (il peut chauffer, c'est normal).
7 - Retirer l'accu du chargeur et le laisser reposer pendant une heure.
8 - Décharger l'accu sous un courant de décharge de C/5 (0,2x capacité nominale).
9 - Laisser reposer l'accu pendant une heure.
10 - Recharger à nouveau l'accu sous un courant de C/10 pendant 16 heures.
Si
après ça la capacité réelle de l'accu a augmenté d'au moins 10%,
répéter la seconde opération (étapes 6 à 10) une à trois fois.
Dans le cas contraire, il se peut fort que vous n'ayez plus beaucoup à
attendre de cet accu.
Remarque
: ces (longues) opérations peuvent être automatisées avec certains
chargeurs évolués, qui proposent d'origine des fonctions de type
"Refresh" ou "Break-In".
J'ai
utilisé ce mode pour voir ce qu'on pouvait espérer de mes anciens accus
qui ne tenaient plus la charge, et j'ai été assez surpris du
résultat. Autant pour mes LR3 Varta que je croyais irrécupérables (le
chargeur Varta qui était livré avec refusait simplement de les
charger), que pour les Vanson économiques que je gardais par nostalgie.
Ces derniers sont désormais utilisés dans un petit ordinateur pour
enfant dont le jeune propriétaire est tout fier d'avoir à charge
la gestion des recharges.
Batteries au plomb
Choix
assez restreint mais coût assez bas. Largement utilisées pour le
démarrage des moteurs de motos, voitures et camions, ainsi que
dans les centrales d'alarme. Sa
densité
énergétique est faible (plus gros et plus lourd pour une capacité
donnée) mais permet des courants de décharge intenses. Les batteries au
plomb à electrolyte gélifié partagent des caractéristiques similaires
mais comme ça ne risque pas de couler, la batterie peut être dotée
d'une enveloppe de protection moins robuste et peut être installée dans
n'importe quelle position.
Caractéristiques générales
Tension nominale d'un élément : 2,0 V ou 2,1 V
Nombre de cycles charge / décharge : 50 à 500
Aucun effet mémoire.
Conseils charge / décharge
Charge
sous courant continu de valeur non critique, par exemple C/100 ou C/10
(C étant la capacité nominale). L'important est que la tension aux
bornes d'un élément ne dépasse pas 2,40 V à une température
ambiante de 25 °C.
Type de charge conseillé : charge à courant
constant tant que la tension aux bornes d'un élément ne dépasse pas
2,35 V, puis charge à tension
constante avec un courant tel que la tension de 2,35 V ne
soit pas
dépassée (on peut parfois lire dans certaines recommandations que le
passage en charge à tension constante peut de préférence s'effectuer un
peu avant cette valeur de 2,35 V). En théorie, le courant s'auto-régule
avec la batterie sous tension constante (plus la tension
monte, plus le courant baisse).
Quelque soit le type de charge adopté, il est recommandé de ne pas
dépasser un courant de charge de C/10.
Pour une charge d'entretien, la tension par élément doit être
maintenant à un maximum de 2,3 V.
Elément
déchargé = 1,8 V (ou moins). Une batterie de 12 V est considérée comme
déchargée si sa tension est de 10,8 V (6 * 1,8 V).
La profondeur de décharge ne doit pas dépasser 80% (20% de charge
restante).
Si
une décharge complète à lieu, la recharge doit impérativement être
assurée dans les 48 heures, sous peine de dégradation irréversible de
la batterie.
Batteries Ni-Cd (Nickel-Cadmium)
Ces accus, qui étaient très répendus ces dernières années, ont été
progressivement remplacés par des accus Ni-MH.
Caractéristiques générales
Tension
nominale d'un élément : 1,2 V (pack de 2 éléments => 2,4 V, pack
de
4 éléments => 4,8 V, pack de 10 éléments => 12 V, etc)
Nombre de cycles charge / décharge : 100 à 1000
Pointe de courant de décharge supportées : 100 fois le courant nominal.
Décharge naturelle très rapide (20% par mois).
Conseils charge / décharge
Charge conseillée par certains fabricants de chargeurs : entre 0,3x et
1,0x la capacité nominale (par exemple entre 600 mA et 2 A pour un accu
2000 mAH). En cas de doute, charge à C/10 pendant 10 à 14 heures.
Ce
type de batterie possède ce qu'on appelle un effet mémoire, qui impose
le stockage (période de non utilisation) dans un état déchargé (tension
d'élément à 1,0 V).
La tension d'un élément ne doit pas descendre en dessous de 1,0 V.
La
fin de charge est détectée par une inversion du sens de l'évolution de
la tension aux bornes de la batterie. Un chargeur intelligent est
capable de voir cette inversion de sens et d'arrêter la charge à ce
moment.
Un chargeur doté de cellules de charge
indépendantes (une cellule de charge par accu et non une pour deux
accus à mettre en série) est très fortement recommandé.
Batterie Ni-MH (Nickel-Metal Hydrure)
Ce type d'accu remplace avantageusement les accus Ni-Cd.
Caractéristiques générales
Tension nominale d'un élément : 1,2 V (pack de 2 éléments => 2,4
V,
pack de 4 éléments => 4,8 V, pack de 10 éléments => 12 V,
etc)
Nombre de cycles charge / décharge : 100 à 1500
Effet mémoire quasi-nul.
Décharge naturelle rapide (15% par mois) pour les modèles grand public
standard. Décharge naturelle assez lente (20% à 30% par an) pour les
modèles
"spécifiques faible auto-décharge".
Conseils charge / décharge
Charge conseillée par certains
fabricants de chargeurs : entre 0,3x et 1,0x la capacité nominale (par
exemple entre 600 mA et 2 A pour un accu 2000 mAH). En cas de doute,
charge à C/10 pendant 10 à 14 heures.
Tension max de 1,6 V par élément.
Comme pour les accus Cd-Ni, un chargeur doté de cellules de charge
indépendantes (une cellule de charge par accu et non une pour deux
accus à mettre en série) est très fortement recommandé. En outre, le
chargeur doit être doté d'une mesure de
température pour stopper la charge en cas de surchauffe de l'accu en
charge (un échauffement exagéré réduit la durée de vie de l'accu).
La charge rapide (à courant de charge élevé) est tolérée mais il est
fortement déconseillée de la pratiquer systématiquement. Elle réduit en
effet la durée de vie des accus d'une manière assez conséquente. A
n'utiliser de préférence qu'en cas d'urgence.
Batteries Li-Ion (Lithium-Ion) et Li-Po (Li-Poly,
Lithium-ion-Polymère)
La technologie
Li-Ion et Li-Po, largement utilisée dans le domaine
du modélisme et des appareils portable (smartphone par exemple),
permet d'obtenir des batteries de faible poids et de formes variées
(format carte de crédit par exemple). D'un point de vue sécurité,
la Li-Po est plus sûre que les Li-Ion. En contrepartie, sa
densité de charge est moindre que celle des Li-Ion et elle coûte plus
cher, et le nombre de cycles charge/décharge est moindre. Ce
type d'accu est fort similaire au Li-Ion, la différence principale
réside dans le fait que pour le Li-Po, l'électrolyte se trouve dans un
gel polymère (à priori ça ne peut pas couler, on peut faire l'analogie
avec les batteries au plomb à électrolyte gélifié).
Caractéristiques générales
Tension nominale d'un élément : 3,6 V ou 3,7 V (pack de 2 éléments
=> 7,4 V, pack de 3 éléments => 11,1 V, etc)
Nombre de cycles charge / décharge : 30 à 300 (durée de vie estimée à 2
ou 3
ans quelque soit le nombre de cycles pour les modèles grand public, 12
à 15 ans pour les modèles industriels utilisés dans les domaines de
la sécurité et de l'aéronautique).
Aucun effet mémoire.
Conseils charge / décharge
Contrairement aux batteries Ni-Cd, ce type de batterie apprécie moins les
cycles de décharge/charge complets.
Charge
à courant
constant jusqu'à 75..80% de la charge, puis ensuite à tension
constante. Au cours de la seconde partie
de la charge, l'intensité diminue au fur et à mesure
que la tension de la batterie augmente. Pour cette raison, la durée de
la seconde partie de la charge peut prendre plus de temps que la
première partie (par exemple 2 heures). La tension de fin de charge
d'un élément est de 4,1 V (si tension nominale de 3,6 V) ou de 4,2 V (si tension nominale de 3,7 V).
Il
n'est pas conseillé de remettre en charge une batterie qui possède
encore plus de 50% de son énergie, pour la compléter. En effet, le
début de la charge se fait à courant constant et la valeur du courant,
qui convient pour un début de charge sur batterie déchargée, ne
convient pas forcément pour un accu encore bien chargé (ça peut même
être dangeureux dans certains cas, risque d'explosion).
Il n'est pas
indispensable de charger la batterie à 100% de sa charge, on peut très
bien commencer à l'utiliser avec une charge à 90%. Certains
utilisateurs pensent qu'une charge à 100% est même déconseillée (fin de
charge à 4,15 V).
Ne jamais décharger la batterie complètement, et éviter de
descendre au-dessous de 20..25%. Une décharge profonde
(inférieure à 5%) conduit à une diminution irrémédiable de
la durée de vie de la batterie. La tension
d'un élément ne doit pas descendre en-dessous de 2,5 V, seuil critique
au-dessous duquel l'élément est détruit. En pratique et pour garder de
la marge, la tension minimale est fixée à 3,0 V.
Ces dernières recommandations impliquent une utilisation de la
batterie à 70% de sa capacité nominale...
Ne pas utiliser la même batterie deux fois dans la même journée (un
seul cycle de décharge / recharge par jour au maximum).
Dès réception de la
batterie, effectuer 3 ou 4 cycles de charge-décharge pour la "préparer"
et bénéficier ensuite d'un nombre important de cycle de charge
/
décharge.
Recharger la batterie au moins une fois par mois. Sinon la
tension de la batterie peut descendre en-dessous d'un seuil
qui
l'empêcherait de se recharger correctement.
Le
nombre de cycles de charge peut largement varier selon le respect
apporté aux points énumérés ci-avant. Une batterie bien utilisée peut
soutenir 200 ou 300 cycles de décharges, alors que mal utilisée le
nombre de cycle peut chuter à 50. Mieux vaut donc prévoir deux foix
plus de batteries utilisées à 70% de leur capacité nominale qu'un seul
jeu utilisé à 100%. C'est bien sûr un surcoût à l'achat, mais
sur
le long terme on est largement gagnant.
Protections (thermique et surintensité)
Certaines
batteries sont dotées d'une protection qui coupe la partie
"énergie" des connecteurs électriques en cas de problème (surchauffe
liée à une surintensité par
exemple) lors de la charge ou de son
utilisation normale. Dans certains cas, la protection reste en vigueur
jusqu'à ce qu'une "manipulation spéciale" soit opérée. Cette
"manipulation spéciale", quand elle est mal faite, est parfois
dangeureuse. Je ne donne aucun détail sur les pratiques en cours, c'est
assez détaillé sur la toile... notamment dans les forums des
utilisateurs.
Technologie I3C (In Cell Charge Control)
Certaines
batteries (Li-Ion et Li-Po par exemple) intègrent un circuit
électronique qui assure la régulation du courant de charge et qui
contrôle en permanence la température. Une mauvaise maîtrise du courant
de charge peut en effet conduire à l'explosion de l'élément, et les
fabricants préfèrent (on les comprend) inclure un système de contrôle
et de protection qui correspond vraiment au type de batterie. Avec ce
type de batterie, un chargeur "standard" peut être utilisé, du moment
qu'il est en mesure de fournir la tension et le courant requis pour une
charge correcte (il faut bien sûr une intensité de courant minimale
et une tension pas trop élevée). On imagine sans peine que ce
déport d'intelligence du chargeur vers la batterie fait basculer le
coût de fabrication et de vente : la batterie devient intelligente et
coûte plus chère, le chargeur devient plus "bête" et coûte moins cher.
En même temps, les batteries "à risque" présentent moins de danger pour
l'utilisateur lambda.
Protection dans les Li-Ion
Circuit électronique inclus dans la batterie elle-même qui assure la surveillance de plusieurs paramètres.
- Surveillance de la tension de charge, qui ne doit pas dépasser la tension nominale de plus de 100 mV.
- Surveillance de la température, qui ne doit pas dépasser 90°C.
- Surveillance de la pression, qui ne doit pas dépasser 10 bars (je ne sais pas comment ce paramètre est contrôlé).
- Surveillance de la décharge pour éviter une décharge profonde (minimum absolu 5%, minimum conseillé 10%).
Batteries communicantes
Les
batteries installées dans les smartphones, ordinateurs portables,
caméras et autres ustensiles nomades sont quasiment toutes dotées d'un
système de communication qui permet de transmettre des informations à
l'appareil qui les sollicite. Le type de dialogue le plus commun
et normalisé est sans doute le SBS via un bus de type SMBUS (idem
bus I2C mais avec des seuils logiques électriques un peu différents).
J'ai eu l'occasion de travailler sur un tel bus pour le développement
de systèmes de mesure et de gestion de batterie Li-Fe et Li-Ion
(exemple en page
Indicateur batterie 007) et ai même eu le plaisir de goûter aux joies des chargeurs intelligents et programmables de type BQ24725.
Comparaison accus / piles
En
terme d'autonomie et en raison du nombre élevé de contextes
d'utilisation (valeur du courant d'appel et du courant nominal, usage
intensif ou ponctuel, température ambiante, etc), il est difficile
sinon impossible d'établir une comparaison pertinente entre piles
et accus. Certains appareils consomment un courant élevé mais peuvent
fonctionner avec une tension "faible", alors que d'autres appareils peu
gourmants en courant peuvent ne plus fonctionner dès que la tension
d'alimentation chute "trop". On peut toutefois dire ceci - en terme
d'autonomie seulement, et en excluant la notion du coût de revient sur
une longue période d'utilisation :
- Si le courant de
décharge est élevé et que l'appareil peut fonctionner avec
une tension d'alimentation "faible", alors les batteries peuvent être
conseillées et donner une bien meilleure autonomie que les piles.
-
Si le courant de décharge est faible mais que l'appareil ne peut pas
fonctionner avec une tension d'alimentation "faible", alors les piles
peuvent offrir une autonomie plus grande et peuvent
être conseillées.
Dans certains cas "extrêmes", certains appareils peuvent ne pas fonctionner correctement avec des piles ou des accus :
-
si la tension minimale d'alimentation (de fonctionnement) de l'appareil
est supérieure à la tension nominale des accus, usage obligatoire de
piles.
- si l'appareil doit consommer un courant élevé sur la durée,
usage obligatoire d'accus (ou à la limite de piles de haute qualité).
Liens utiles
http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithiumhttp://www.ni-cd.net
http://electrofly.free.fr/http://www.ni-cd.net/accusphp/index.php
http://www.editgrid.com/user/math466/Capacit%C3%A9_accus
Historique
03/02/2013
- Ajout infos "reconditionnement d'accus à performances dégradées".
- Ajout lien utile vers cd-ni.net.
27/01/2013
- Première mise à disposition