Batteries, les technologies

Batteries, les technologies

Ajouté le 6 juin 2009
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Les batteries sont devenues incontournables au quotidien. On les retrouve dans la plupart des objets que nous utilisons :  perceuses, téléphones portables, netbook mais aussi et de plus en plus dans de nouveaux moyens de transports : vélo électrique, voiture électrique, voiture hybride. La batterie permet alors répondre au problème de la dépendance énergétique et tente de contribuer à limiter le réchauffement climatique par un déplacement sans rejet de co2.

La batterie permet de stocker de l'énergie électrique pour la restituer ensuite. Il existe différentes technologies de batterie : au plomb, NICD, NIMH et Lithium : toutes ont des avantages et inconvénients (quantité énergie stockée, nombre de cycles charge et décharge, durée de vie, poids, tarif ..).

Batterie au Plomb
C'est la technologie la plus ancienne car L'accumulateur au plomb a été inventé en 1859 par le français Gaston Planté.
Techniquement il existe deux types de batterie au plomb : les batteries « ouvertes «, basée sur des électrodes en plomb et de l'acide sulfurique comme électrolyte et les batteries « étanches «, l'électrolyte peut être gélifié ou absorbé en matière microporeuse.
La batterie au plomb est celle qui a le plus mauvais rapport masse/énergie (35 Wh/kg) après la batterie Nickel-Fer. Cependant, elle est capable de fournir une grande intensité, utile pour le démarrage électrique des moteurs à combustion interne.
Avantages : elle est peu chère, on la retrouve souvent dans les offres d'entrée de gamme pour des véhicules électriques.
Inconvénients : faible quantité de stockage d'énergie, acide sulfurique dangereux, polluant (le plomb peut être source de pollution), mais surtout sa masse importante.
Nombre cycles charge/décharge : 400 à 800
Durée de vie : 4 à 5 ans.
Largement  utilisé dans l'industrie ainsi que dans l'équipement des véhicules automobiles.

Batterie NiCd
Les batteries nickel / cadmium (NiCd) sont composées d'électrodes en nickel oxyde hydroxyde et en cadmium. L'électrolyte est alcalin.
Bien que dépassées par les batteries NiMH, elles-mêmes aujourd'hui concurrencées par les batteries Li-ion, les batteries NiCd sont aussi bien maitrisées et robustes. Elles supportent bien les décharges complètes, (et sont même préconisées pour leur durée de vie).
Avantages : Charge simple et rapide, même après une longue période de stockage, grande durée de vie en nombre de cycle de charge et de décharge, faible cout.
Inconvénients : S'auto-décharge assez rapidement (20% / mois), effet mémoire (diminution progressive de la quantité d'énergie que l'accumulateur peut délivrer), polluant (le Cadmium peut être source de pollution).
Nombre de cycles charge/décharge : 1500-2000
Durée de vie : 2 à 3 ans
Préconisées pour un usage répétitif et industriel.

Batterie NiMh
Les batteries nickel-métal hydrure ont remplacées les batteries NiCd vers 1990.
Les batteries Nickel-Metal Hydride (NiMH) sont similaires aux batteries NiCd mais elles utilisent un alliage qui absorbe l'hydrogène à la place du Cadmium : le nickel oxyhydroxide (NiOOH).
Avantages : Contient beaucoup plus d'énergie que le Nickel-cadmium, Peu sensible à l'effet mémoire, Simple à stocker et transporter, ne pollue pas comme le Nickel-cadmium.
Inconvénients : Ne supporte pas le dépassement de charge, il ne faut pas les décharger complètement.
Nombre cycles charge/décharge : 800 à 1000
Durée de vie : 2 à 4 ans.
Les batteries NiMH sont actuellement très utilisées pour équiper les voitures hybrides (moteur à combustion + moteur électrique).

Batterie Li-ion
Les batteries lithium ion (Li-ion) sont basées sur le passage d'ions Lithium de l'anode à la cathode pendant la décharge et l'inverse pendant la charge. La batterie lithium-ion occupe aujourd'hui une place prédominante sur le marché de l'électronique portable. Contrairement aux autres technologies, les accumulateurs Li-ion ne sont pas liés à un couple électrochimique.
Avantages : aucun effet mémoire, faible autodécharge (10 % par mois voire souvent moins de quelques % par an), possède une haute densité d'énergie pour un poids très faible
Inconvénients : problème de sécurité, les batteries peuvent prendre feu sous l'effet d'un court-circuit ou même exploser, s'use même quand on ne s'en sert pas, ne pas faire de décharges prodondes.

Attention, ces batteries doivent toujours être équipées d'un circuit de protection, d'un fusible thermique et d'une soupape de décharge.

Nombre de cycles charge/décharge : 500-1000
Durée de vie : 2 à 3 ans
Les batteries Li-ion, occupent aujourd'hui une place prédominante sur le marché de l'électronique portable

Une variante : la batterie Li-Po, qui est l'appellation commerciale du Li-ion polymère o๠l'électrolyte est un polymère gélifié.

Avantages : batterie pouvant prendre des formes fines et variées, faible poids, plus sûre que les Li-ion (plus résistante à la surcharge et aux fuites d'électrolytes), plus de cycles de vie.
Inconvénients : Densité énergétique plus faible que les Li-ion, plus cher que le Li-ion, charge soumise à des règles strictes sous peine de risque d'inflammation

Des batteries Lithium polymère sont couramment utilisées pour la fourniture d'énergie aux modèles réduits volants.

Tableau de synthèse

Type batterie / critère

Plomb

NICD

NIMH

Li-ion

Nombre de cycles

400-800

1500-2000

800-1000

500-1000

Rapport Energie / volume

+

++

+++

++++

Rapport Energie / poids

+

++

+++

++++

Source de pollution

oui

oui

 

 

Durée de vie (ans)

4-5

2-3

2-4

2-3




Anne nonyme
Le 21 mars 2013
J'adore ce site gros bisous et vive les cours
sarahcroche
Le 19 novembre 2013
Re anne nonyme
sarahcroche
Le 19 novembre 2013
D'accord avec toi anne ce sujet est très intéréssant !!
sarahpelle
Le 3 decembre 2013
J'suis d'accord ! Senssas' comme site ;) ! Zoubi
théo
Le 10 avril 2014
ce cite est génial je me régalej'adore sa je suis un geek
lenny barre
Le 25 novembre 2014
ce site est vraiment génial! je suis un geek
fadatos
Le 27 mars 2015
assez utile pour mes recherche en cours
GG au créateur
rocchr
Le 7 janvier 2016
Il manque la comparaison importante en charge permanente, ainsi que le courant de charge permanente.
Fred
Le 15 fevrier 2016
Bonjour
Très bonne initiative qui pourrait être compléter par ces informations:
Indiquer la date de mise au point pour tous les types.
Indiquer le rapport énergétique moyen pour tous les types.
Ajouter les piles à combustibles dont un modèle (au moins) est actuellement en démo sur route.
Ajouter les piles Zing-Argent.
Evoquer pour la forme les piles pyrotechniques employées dans le domaine militaire.
Résumer les produits nécessaires à leur fabrication, les lieux d'extraction des matière première, la pollutions générée, l'aptitude au recyclage.
Un sujet d'avenir comme le nucléaire et le pétrole il y a 40 ans.
Salutations
Aude Javel
Le 29 mars 2017
Je suis avec Abdul Yves et Hackim Fly ! J'adore le parachute et le site est super merci !
Akim Jongue-oune
Le 23 fevrier 2018
merci c'a ma bien aidé pour mon projet de term STI2D meme si il n'y a pas tt les types de batteries (comme gel) mais merci qd mm
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