Choisir une batterie qui aura une longue durée de vie

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
Isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca

Quelle est la cause de l'usure d'une batterie ? Est-ce une détérioration mécanique ou chimique ? En fait, il s'agit bien des deux. Une batterie est une produit périssable qui commence à se détériorer dès sa sortie de l'établissement de fabrication. Tout comme un ressort sous tension, une batterie cherche à revenir vers son plus bas dénominateur. La rapidité du vieillissement d'une batterie dépend de la profondeur de la décharge, des conditions environnementales, des méthodes utilisées pour la charger et des procédures ou du manque d'entretien. La composition chimique de chaque batterie est affectée différemment par le vieillissement et par l'usage que l'on en fait.

À la Figure 1, nous comparons trois batteries à être utilisées en communication mobile et nous étudions la composition chimique de chacune en termes de densité d'énergie, de résistance interne, d'autodécharge et de la durée de vie exprimée en nombre de cycles. Pour simplifier la comparaison de la résistance interne, nous utilisons des blocs-batteries de 3,6 volts.

	Batterie au nickel-cadmium (NiCd) 3,6 V	Batterie à hydrure métallique de nickel (NiMH) 3,6 V	Batterie au lithium-ion (Li-ion )3,6 V
Densité d'énergie (Wh/Kg)	40-60	60-80	80-100
Résistance interne approximative (mOhm)	100-200*	200-300*	150-250*
Autodécharge par mois	20%**	30%**	10%**
Meilleure durée de vie en cycles	1500***	300-500****	500-1000**** o 2 ans

* 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 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.
**** 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.

Figure 1: Caractéristiques des batteries Li-ion, NiMH et NiCd en termes de densité d'énergie, de résistance interne, d'autodécharge et de longévité (durée de vie en cycles)


Dans le cadre d'un programme continu de recherche afin de trouver le système optimal de batterie pour des applications sans fil, Cadex a procédé à des essais sur la durée de vie en cycles sur des batteries au nickel-cadmium (NiCd), au nickel-métal-hydrure (NiMH) et au lithium-ion (Li-ion). Tous ces essais ont été exécutés sur des analyseurs de batterie de la série 7000 de Cadex aux laboratoires d'essai de Cadex Electronics Inc. à Vancouver au Canada.

Les batteries ont reçu une charge complète initiale et ont subi une série de cycles continus de charge et de décharge. La résistance interne a été mesurée selon la méthode propriétaire de Cadex, le OhmTest. L'autodécharge a été obtenue de temps à autre en notant la perte de capacité subie au cours d'une période de repos de 48 heures. 53 batteries de divers modèles et de composition chimique différente ont fait l'objet du programme d'essais.

Lors de la vérification des batteries en laboratoire, il faut prendre note que le rendement obtenu dans un environnement protégé est habituellement supérieure à celui obtenu lorsque la batterie est utilisée à l'extérieur.