Quelle est la meilleure batterie à utiliser pour un téléphone cellulaire numérique?

Lorsque le consommateur achète une batterie de remplacement, il a souvent le choix entre des batteries de composition chimique différente. En général, les nouveaux téléphones sont équipés de batteries NiMH et Li-ion, alors que les anciens modèles utilisent des batteries NiMH et NiCd. Le vendeur peut suggérer à un client une batterie dont la capacité la plus élevée et lui recommander de ne pas acheter la NiCd, en raison de l'effet mémoire. Le client choisit alors la batterie mince NiMH, car elle offre une capacité relativement élevée pour son petit format et que son prix est raisonnable.
Lorsque le consommateur achète une batterie de remplacement, il a souvent le choix entre des batteries de composition chimique différente. En général, les nouveaux téléphones sont équipés de batteries NiMH et Li-ion, alors que les anciens modèles utilisent des batteries NiMH et NiCd. Le vendeur peut suggérer à un client une batterie dont la capacité la plus élevée et lui recommander de ne pas acheter la NiCd, en raison de l'effet mémoire. Le client choisit alors la batterie mince NiMH, car elle offre une capacité relativement élevée pour son petit format et que son prix est raisonnable.
Même si cela semble être un bon choix au premier abord, l'analyse suivante révèle que d'autres compositions chimiques peuvent être beaucoup plus efficaces. Du point de vue strictement de la capacité, la NiMH offre une bonne valeur pour le prix mais déçoit en ce qui concerne sa durée de vie. Même si son rendement est excellent lorsque la batterie est neuve, elle baisse rapidement après environ 300 cycles en raison d'une diminution de la capacité et d'une augmentation de la résistance interne. En comparaison, la NiCd peut être utilisée pendant plus de 1000 cycles et la résistance interne demeure faible. Toutefois, il est à noter que la NiCd offre environ 30 % de moins de capacité comparée à la NiMH.
Les NiMH et NiCd sont considérées comme étant des batteries devant faire l'objet d'un entretien rigoureux, nécessitant des cycles de décharge pour éviter la mémoire. Même si la publicité a tout d'abord annoncé que la NiMH est sans mémoire, la NiCd et la NiMH sont touchées de façon analogue par la mémoire, parce que la formation de matériau cristallin occasionnant la perte de capacité est générée surtout par la plaque de nickel, un métal utilisé dans ces deux systèmes. La mémoire peut ne pas être aussi visible sur la NiMH, en raison de sa plus courte durée de cycle, comparativement à la NiCd.
Toute batterie à base de nickel devrait être entièrement déchargée une fois par mois. Si un tel entretien n'est pas effectué durant une période de quatre mois ou plus, on remarque une perte de capacité pouvant aller jusqu'à un tiers. Une restauration complète devient alors plus difficile si l'on omet d'effectuer cet entretien régulier.
Il n'est pas recommandé de décharger la batterie chaque fois qu'elle doit être chargée, car ceci use inutilement la batterie et écourte sa longévité. De plus, il est conseillé de ne pas laisser une batterie dans un chargeur durant une période prolongée. Lorsque la batterie n'est pas utilisée, elle doit être remisée ou chargée avant son utilisation.
La batterie Li-ion est-elle un meilleur choix ? Oui et ce pour plusieurs applications. La Li-ion nécessite peu d'entretien et offre un niveau élevé d'énergie. Elle est légère et ne requiert aucune décharge périodique. Aucun redressement à faible débit n'est appliqué lorsque la batterie atteint sa charge complète et la Li-ion peut être laissée dans la plupart des chargeurs jusqu'au moment de son utilisation.
Il est cependant à noter que la Li-ion perd graduellement de sa capacité d'emmagasinement de charge, ce qui fait partie du vieillissement de la batterie et ce, même si elle n'est pas utilisée. Pour cette raison, les batteries Li-ion ne doivent pas être entreposées durant de longues périodes mais doivent plutôt faire l'objet de rotations comme les aliments périssables, par exemple. Le consommateur devrait être conscient de la date de fabrication lors de l'achat d'une batterie de remplacement Li-ion. Malheureusement, cette information est souvent encodée dans le numéro de série et n'est pas disponible pour l'utilisateur.
Même s'il s'agit de la batterie la plus dispendieuse sur le marché, la Li-ion est idéale pour ceux qui utilisent leur téléphone cellulaire à tous les jours. Cette batterie peut subir environ 1000 cycles de charge et de décharge, s'ils se produisent au cours de la durée de vie prévue, soit une période d'environ deux ans. En raison de l'effet de vieillissement, la batterie Li-ion n'est pas une solution économique pour les utilisateurs occasionnels.
À la Figure 3, nous étudions la relation entre la densité d'énergie (capacité) et la résistance interne des batteries Li-ion, NiMH et NiCd. Pour simplifier la comparaison, tous les blocs-batteries sont de 3,6 volts.
En ce qui concerne la question de longévité, nous avons également inclus la " meilleure durée de cycle ". Il est à noter que des cycles de décharge périodique sont nécessaires pour obtenir la durée du cycle telle que prévue pour les batteries NiMH et NiCd. La succession de cycles contribue très peu à prolonger le rendement de la batterie Li-ion.
Même si dans l'ensemble les besoins en énergie du téléphone numérique sont moindres que ceux d'un téléphone analogique équivalent, la batterie du téléphone numérique doit être capable de fournir des pulsations élevées de courant qui sont souvent plusieurs fois son propre taux de charge. Voyons maintenant le taux de charge de la batterie tel qu'exprimé en taux de charge C.
Un décharge 1 C d'une batterie dont le taux de charge est à 500 mAh, est de 500 mA. Comparativement, une décharge 2 C d'une même batterie est de 1000 mA. Un téléphone GSN alimenté par une batterie 500 mA qui tire des pulsations 1,5 A par exemple, charge la batterie avec une énorme décharge 3 C.
Une décharge dont le taux de charge est de 3 C est adéquate pour une batterie présentant une très faible lecture de mO. Toutefois, de vieilles batteries Li-ion et NiMH présentent un problème, car la lecture de mO de ces batteries augmentent avec l'âge et le nombre de cycles.

	Batterie au lithium-ion (Li-ion)3,6 V	Batterie au nickel- métal-hydrure (NiMH)3,6 V	Batterie au nickel-cadmium (NiCd)3,6 V
Densité d'énergie par la grosseur des éléments	6,5 Wh	5.5 Wh	4 Wh
Résistance interne approximative	150 - 250 mOhm*	200-300mOhm*	100 - 200 mOhm*1
Autodécharge par mois	10 % **	30%**	20 %**
Meilleure durée de vie en cycles	500*** ou 2 ans	500 ****	1500****

* La filerie interne, les contacts et les circuits de protection sont pris en considération. Les lectures varient selon le taux de charge des éléments, l'état de la charge et le nombre d'éléments reliées en séries.
** La décharge est plus élevée au cours des premières 24 heures et diminue par la suite. L'autodécharge augmente avec l'âge de la batterie et les températures élevées.
*** La durée de vie en cycles est basée sur la profondeur de la décharge. Une décharge peu profonde produit plus de cycles qu'une décharge profonde.
**** La durée de vie en cycles est basée sur l'utilisation et les procédures d'entretien. Si l'on néglige d'appliquer périodiquement des cycles de décharge complète, la durée du cycle peut être réduite par un facteur de trois.

Figure 3: Caractéristiques des batteries Li-ion, NiMH et NiCd en termes de densité d'énergie, de résistance interne, d'autodécharge et de durée de vie en cycles

Le rendement peut être amélioré en utilisant une plus grosse batterie, appelée également bloc-batterie étendu. Ce bloc-batterie étendu est un peu plus gros et un peu plus lourd, mais il offre un taux de charge typique d'environ 1000 mAh ou approximativement le double d'une batterie mince.
En termes d'un taux de charge C, la décharge 3 C est réduite à 1,5 C lorsque l'on utilise une batterie de 1000 mAh au lieu de 500 mAh. Le désavantage d'une grosse batterie NiMH ou NiCd est une augmentation de la mémoire si, en raison de sa plus grande capacité, la batterie n'a pas souvent la possibilité de se décharger complètement.

Certains téléphones de la nouvelle génération sont équipés d'un convertisseur continu-continu de base, lequel allège la demande en courant de la batterie. Avec cette puce, une pulsation 1,5 A peut ordinairement être réduite de moitié en étirant le courant de crête de la batterie sur une plus longue période. Toutefois, le point négatif est une perte de courant de 10 à 12 %. Des batteries à capacité supérieure sont également à l'essai, mais la forte irruption de courant se produisant lorsque l'appareil est mis en marche, demeure un problème. La grosseur du téléphone cellulaire peut également être un problème lorsque l'on ajoute un batterie à capacité supérieure.