Chargement des batteries à hydrure métallique de nickel

Les chargeurs des batteries au NiMH sont similaires à leurs homologues au NiCd mais ils ont besoin d'être équipés d'une électronique plus complexe. Premièrement, le NiMH ne produit qu'une légère chute de tension lorsqu'il atteint la pleine charge et le NDV est pratiquement inexistant à des taux de charge inférieurs à 0,5C et à des températures élevées. La mauvaise concordance entre les accumulateurs lorsqu'ils vieillissent et se dégradent diminue encore plus un delta de tension déjà petit.

Un chargeur NiMH doit répondre à une chute de tension entre 8 et 16 mV. Si l'on rend le chargeur trop sensible, on risque d'arrêter la charge rapide au milieu de la charge parce que les fluctuations de tension et le bruit induit par la batterie et le chargeur peuvent tromper le circuit de détection du NDV. La plupart des chargeurs rapides NiMH d'aujourd'hui utilisent une combinaison optimale de plusieurs méthodes : le NDV, l'augmentation de la pente de température (dT/dt), la détection de la température et des dispositifs à temporisation. Le chargeur utilise le paramètre qui apparaît le premier pour arrêter la charge rapide.

Les batteries au NiMH qui sont autorisées à accepter une légère surcharge ont tendance à fournir des capacités supérieures à celles qui sont chargées suivant des méthodes moins vigoureuses. Le gain est d'environ 6 pour-cent pour une bonne batterie. Le côté négatif est une durée de vie plus courte. Au lieu d'obtenir 350 à 400 cycles d'utilisation, ce bloc-batterie pourra être épuisé au bout de 300 cycles.

Les batteries au NiMH devraient être chargées plutôt rapidement que lentement. Du fait que le NiMH ne supporte pas bien la surcharge, le réglage de la charge à régime lent doit être plus faible que celui du NiCd et se situe autour de 0,05C. Ceci explique pourquoi un chargeur prévu normalement pour le NiCd ne peut pas être utilisé pour charger des batteries au NiMH
Il s'avère difficile, sinon impossible, d'appliquer une charge lente sur une batterie au NiMH. À un taux-C de 0,1C et de 0,3C, les profils de tension et de température sont incapables de montrer des caractéristiques nécessaires pour mesurer la pleine charge de façon précise et le chargeur doit se fier à une méthode par temporisation. Une surcharge nuisible peut toutefois se produire lorsqu'on tente de charger une batterie avec temporisation fixe si la batterie est déjà partiellement ou complètement chargée. On peut courir le même risque si la batterie a pris de l'âge et qu'elle n'est capable de maintenir que 50 pour-cent de la charge au lieu de 100 pour-cent. Une surcharge peut se produire même si la batterie au NiMH est froide au toucher.

Les chargeurs plus économiques peuvent très bien ne pas pouvoir appliquer une charge complètement saturée. En effet la détection de la pleine charge peut se produire dès qu'une tension de crête est atteinte ou lorsqu'un seuil de température est détecté. La promotion de ces chargeurs est souvent faite sur la base d'une courte durée de charge et d'un prix modéré. Il faut aussi noter que certains chargeurs ultra-rapides sont eux aussi incapables de fournir une pleine charge.

Chargement des batteries ion lithium

Alors que les chargeurs de batteries au nickel sont des appareils limitant le courant, les chargeurs au Li-ion eux limitent la tension. Il n'y a qu'une seule façon de charger les batteries au lithium. Les soi-disant chargeurs 'miracle', qui se vantent de restaurer les batteries et de prolonger leur durée de vie, n'existent pas pour les couples chimiques au lithium. D'ailleurs une solution à charge super-rapide ne s'applique pas non plus. Les fabricants d'accumulateurs au Li-ion énoncent des règles très strictes au sujet des procédures de charge.

Le système au graphite utilisé dans les premiers temps exigeait une limite de tension de 4,10 V/accumulateur. Bien que des tensions plus élevées fournissent plus de capacité, l'oxydation de l'accumulateur réduisait la durée de vie utile si chargé au-dessus du seuil de 4,10 V/accumulateur. Ce problème a été résolu en utilisant des additifs chimiques. De nos jours, la plupart des accumulateurs au Li-ion sont chargés à 4,20 V avec une tolérance de +/?0,05 V/accumulateur.

La durée de charge de la plupart des chargeurs est d'environ 3 heures. La batterie reste 'froide' pendant la charge. La pleine charge est obtenue après que la tension a atteint le seuil de tension, que le courant a chuté à un niveau bas et qu'il s'est stabilisé (à ce plateau de faible valeur).
L'augmentation du courant de charge ne diminue pas la durée de charge de beaucoup. Bien que la tension de crête soit atteinte plus rapidement avec un courant plus élevé, la charge de remplissage prendra plus longtemps. La figure 2 illustre les courbes de tension et de courant d'un chargeur lorsque l'accumulateur au Li-ion passe de l'étape 1 à l'étape 2.

Figure 2 : Étapes de la charge d'une batterie au Li-ion. L'augmentation du courant de charge sur un chargeur Li?ion ne diminue pas de beaucoup la durée de charge. Bien que la tension de crête soit atteinte plus rapidement avec un courant plus élevé, la charge de remplissage prendra plus longtemps.

Certains chargeurs se vantent de pouvoir charger rapidement une batterie au Li?ion en une heure ou même moins. Un tel chargeur élimine l'étape 2 et passe directement à l'état 'prêt' une fois que le seuil de tension est atteint à la fin de l'étape 1. Le niveau de charge à ce moment-là est d'environ 70 pour-cent. La charge de remplissage prendra généralement deux fois plus longtemps que la charge initiale.

Aucun chargement à régime lent (ou d'entretien) n'est appliqué parce que le Li?ion est incapable d'absorber toute surcharge. Un chargement à régime lent pourrait causer un dépôt métallique de lithium et cet état pourrait rendre l'accumulateur instable. Au lieu de faire cela, une brève charge de remplissage est appliquée pour compenser la légère auto-décharge de la batterie ainsi que la consommation de son circuit de protection. Suivant la batterie, une charge de remplissage peut être répétée une fois tous les 20 jours. Généralement la charge démarre lorsque la tension en circuit ouvert (sans charge - no load) chute à un niveau de 4,05 V/accumulateur et s'arrête quand elle atteint 4,20 V/accumulateur.