Rendement de la batterie comme une fonction de succession de cycles

Il a été observé qu'en faisant subir une surcharge de courant à une batterie en vue de provoquer une capacité maximum, la recharge rapide se fait habituellement plus difficilement, la capacité de fournir une forte charge de courant est réduite et la durée du cycle est écourtée. Ceci est notamment le cas pour les batteries à base de nickel.

En termes de durée de vie en cycles, la batterie NiCd de modèle standard est la plus durable. À la Figure 2, nous étudions la capacité, la résistance interne et l'autodécharge d'une batterie NiCd de 7,2 V et de 900 mA, fait d'éléments de modèle standard. En raison des contraintes de temps, l'essai a été terminé après 2200 cycles. Au cours de cette période, la capacité est restée constante, la résistance interne est demeurée uniforme à 75 milliohms (mOhm) et l'autodécharge a été stable. Nous lui avons donné une note de " A " pour son rendement presque parfait.

Les résultats obtenus sur une batterie NiCd à capacité ultra-élevée, sont moins favorables mais sont tout de même meilleurs en termes d'endurance que des batteries à composition chimique différente. Même si elle présente une densité d'énergie pouvant aller jusqu'à 60 % de plus que la batterie NiCd de modèle standard, la Figure 3 montre une baisse continuelle de la capacité après l'exécution de 2000 cycles. Cependant, la résistance interne s'élève légèrement. L'augmentation de l'autodécharge après 1000 cycles est une dégradation plus sérieuse. Cette déficience se manifeste lors d'essais de courte durée car la batterie consume une certaine énergie, même lorsqu'elle n'est pas utilisée.

La Figure 4 démontre l'essai de la NiMH, une batterie offrant une haute densité d'énergie à peu de frais. Au départ, nous observons un bon rendement mais après 300 cycles, la capacité commence à se dégrader rapidement. Nous observons également une augmentation rapide de la résistance interne et de l'autodécharge après le 700e cycle.

Il est évident que la batterie NiMH ne devrait pas être utilisée pour des applications nécessitant une durée prolongée de vie en cycles. Pour cette raison (et sans doute pour d'autres également), l'utilisation de la NiMH dans les radios mobiles, les applications biomédicales et les outils mécaniques, ne remporte pas beaucoup de succès. Toutefois, la NiMH est une batterie populaire auprès des utilisateurs de téléphone cellulaire et d'ordinateur portatif.

La batterie Li-ion offre certains avantages qui sont absents chez la NiCd et la NiMH. À la Figure 5, nous étudions la capacité et la résistance interne d'une batterie Li-ion typique. Nous observons une baisse de capacité modérée et prévisible après 1000 cycles et la résistance interne n'augmente que très légèrement. En raison de ces faibles résultats, l'essai sur l'autodécharge a été omis.