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La batterie lithium-ion est très populaire dans une large gamme d’appareils électroniques ménagers. Ils sont courants dans des éléments tels que les lecteurs MP3, les téléphones, les PDA et les ordinateurs portables. À l’instar d’autres technologies, la batterie lithium-ion présente de nombreux avantages et inconvénients.
Les avantages :
Haute densité énergétique : La densité énergétique élevée est l’un des principaux avantages de la technologie des batteries lithium-ion. Les équipements électroniques tels que les téléphones portables devant fonctionner plus longtemps entre les charges tout en consommant plus d’énergie, il est toujours nécessaire de recourir à des batteries ayant une densité énergétique beaucoup plus élevée. En plus de cela, il existe de nombreuses applications électriques, depuis les outils électriques jusqu’aux véhicules électriques. La densité de puissance beaucoup plus élevée offerte par les batteries lithium-ion constitue un avantage certain. Les véhicules électriques ont également besoin d’une technologie de batterie à haute densité énergétique.
Auto-décharge : Un problème avec de nombreuses batteries rechargeables est le taux d’autodécharge. Les cellules lithium-ion ont un taux d'autodécharge bien inférieur à celui des autres cellules rechargeables telles que les formes Ni-Cad et NiMH. Il est généralement d'environ 5 % dans les 4 premières heures suivant la charge, mais tombe ensuite à environ 1 ou 2 % par mois.
Faible entretien : L’un des principaux avantages des batteries lithium-ion est qu’elles ne nécessitent aucun entretien pour garantir leurs performances.
Cellules Ni-Cad nécessitaient une décharge périodique pour s’assurer qu’ils ne présentaient pas d’effet mémoire. Comme cela n’affecte pas les cellules lithium-ion, ce processus ou d’autres procédures de maintenance similaires ne sont pas nécessaires. De même, les cellules au plomb nécessitent un entretien, certaines nécessitant un appoint périodique en acide de batterie.
Heureusement, l’un des avantages des batteries lithium-ion est qu’elles ne nécessitent aucun entretien actif.
Tension des cellules : La tension produite par chaque cellule lithium-ion est d'environ 3,6 volts. Cela présente de nombreux avantages. Étant supérieure à celle des piles standard au nickel-cadmium, au nickel-hydrure métallique et même aux piles alcalines standard à environ 1,5 volts et au plomb-acide à environ 2 volts par cellule, la tension de chaque cellule lithium-ion est plus élevée, nécessitant moins de cellules dans de nombreuses applications de batterie. Pour les smartphones, une seule cellule suffit, ce qui simplifie la gestion de l’énergie.
Caractéristiques de charge : Les caractéristiques de charge d’une cellule ou d’une batterie lithium-ion sont raisonnablement bonnes. Ils fournissent une tension raisonnablement constante de 3,6 volts par cellule avant de tomber lorsque la dernière charge est utilisée.
Aucune exigence d’amorçage : certaines piles rechargeables doivent être amorcées lorsqu’elles reçoivent leur première charge. L’un des avantages des batteries lithium-ion est qu’il n’y a aucune exigence à ce sujet : elles sont fournies opérationnelles et prêtes à l’emploi.
Variété de types disponibles : Il existe plusieurs types de cellules lithium-ion disponibles. Cet avantage des batteries lithium-ion peut signifier que la bonne technologie peut être utilisée pour l’application particulière requise. Certaines formes de batteries lithium-ion offrent une densité de courant élevée et sont idéales pour les équipements électroniques mobiles grand public. D'autres sont capables de fournir des niveaux de courant beaucoup plus élevés et sont idéaux pour les outils électriques et les véhicules électriques.
Les inconvénients :
Protection requise : Les cellules et batteries lithium-ion ne sont pas aussi robustes que certaines autres technologies rechargeables. Ils doivent être protégés contre les surcharges et les décharges excessives. En plus de cela, ils doivent maintenir le courant dans des limites sûres. En conséquence, l’un des inconvénients des batteries lithium-ion est qu’elles nécessitent des circuits de protection intégrés pour garantir qu’elles restent dans leurs limites de fonctionnement sûres.
Heureusement, grâce à la technologie moderne des circuits intégrés, cela peut être relativement facilement incorporé dans la batterie, ou dans l'équipement, si la batterie n'est pas interchangeable. L'intégration du circuit de gestion de la batterie permet d'utiliser les batteries Li-ion sans aucune connaissance particulière. Ils peuvent être laissés en charge et une fois la batterie complètement chargée, le chargeur coupe l'alimentation.
Le circuit de protection intégré aux batteries lithium-ion surveille un certain nombre d’aspects de leur fonctionnement. Le circuit de protection limite la tension maximale de chaque cellule pendant la charge, car une tension excessive peut endommager les cellules. Ils sont généralement chargés en série car il n'y a normalement qu'une seule connexion pour une batterie et, par conséquent, comme différentes cellules peuvent nécessiter différents niveaux de charge, il est possible qu'une cellule connaisse une tension supérieure à la tension requise.
De plus, le circuit de protection empêche la tension de la cellule de chuter trop bas lors de la décharge. Encore une fois, cela peut se produire si une cellule peut stocker moins de charge que les autres sur la batterie et que sa charge s'épuise avant les autres.
Un autre aspect du circuit de protection est que la température de la cellule est surveillée pour éviter les températures extrêmes. Le courant maximum de charge et de décharge sur la plupart des packs est limité entre 1°C et 2°C. Cela dit, certains deviennent un peu chauds lors d’une charge rapide.
Vieillissement: L’un des principaux inconvénients des batteries lithium-ion pour l’électronique grand public est que les batteries lithium-ion souffrent du vieillissement. Non seulement cette heure ou ce calendrier dépend, mais cela dépend également du nombre de cycles de charge-décharge subis par la batterie. Souvent, les batteries ne peuvent supporter que 500 à 1 000 cycles de charge-décharge avant que leur capacité ne diminue. Avec le développement de la technologie Li-ion, ce chiffre augmente, mais après un certain temps, les batteries peuvent devoir être remplacées, ce qui peut poser problème si elles sont intégrées dans l'équipement.
Les batteries lithium-ion vieillissent également, qu’elles soient utilisées ou non. Malgré l'utilisation, la réduction de capacité comporte également un élément lié au temps. Lorsqu'une batterie ou une cellule à base d'oxyde de lithium et de cobalt de consommation typique doit être stockée, elle doit être partiellement chargée - environ 40 % à 50 % et conservée dans une zone de stockage fraîche. Le stockage dans ces conditions contribuera à augmenter la durée de vie.
Transport: Cet inconvénient de la batterie Li-ion est devenu évident ces dernières années. De nombreuses compagnies aériennes limitent le nombre de batteries lithium-ion qu’elles emportent, ce qui signifie que leur transport est limité aux navires.
Pour les voyageurs aériens, les batteries lithium-ion doivent souvent être placées dans les bagages à main, bien qu'avec la position de sécurité, cela puisse changer de temps en temps. Mais le nombre de batteries peut être limité. Toutes les batteries lithium-ion transportées séparément doivent être protégées contre les courts-circuits par des capots de protection, etc. C'est particulièrement important là où certaines des grosses batteries lithium-ion comme celles utilisées dans les grandes banques d'alimentation.
Il est nécessaire de vérifier avant de voler si une grande batterie externe peut être transportée ou non. Malheureusement, les conseils ne sont pas toujours particulièrement clairs.
Coût: Un inconvénient majeur des batteries lithium-ion est leur coût. En règle générale, leur fabrication est environ 40 % plus coûteuse que celle des cellules nickel-cadmium. Il s’agit d’un facteur majeur lorsqu’on envisage leur utilisation dans des articles de consommation produits en série où les coûts supplémentaires constituent un problème majeur.
Technologie en développement : Bien que les batteries lithium-ion soient disponibles depuis de nombreuses années, certains peuvent encore considérer cette technologie comme immature car il s’agit d’un domaine en plein développement. Cela peut être un inconvénient dans la mesure où la technologie ne reste pas constante. Cependant, comme de nouvelles technologies lithium-ion sont constamment développées, cela peut également constituer un avantage dans la mesure où de meilleures solutions deviennent disponibles.
