Les batteries au lithium-ion sont présentes dans la plupart de nos appareils électroniques. Ordinateur portable, smartphone en passant par la tablette, elles sont partout. Cette technologie relativement ancienne est malgré tout mal connue du grand public. Etudions donc avec ce dossier les mythes sur le lithium-ion, des astuces pour préserver au mieux sa batterie et enfin abordons l’avenir de cette technologie.

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Tous les smartphones et tablettes utilisent actuellement la même technologie pour les batteries : le lithium-ion ou li-ion pour les intimes. Exit donc le NiCd et NiMH qu’on pouvait retrouver dans les tout premiers smartphones ainsi que dans les téléphones fixes DECT. Ca ne vous dit rien ? Mais si vous savez, ceux qui restent à la maison et qui ne peuvent pas aller sur Internet. On vous passe les détails de la réaction chimique qui a lieu à l’intérieur de l’accumulateur. C’est ce qui permet d’alimenter un appareil en électricité relié à la batterie. Le li-ion a plusieurs avantages par rapport aux anciennes technologies : une meilleure capacité, une décharge moins rapide et la suppression de l’effet mémoire. Le li-ion est toutefois plus cher à produire et les batteries sont davantage sujettes au vieillissement. Même si vous ne vous en servez pas pendant quelques années, la batterie aura tout de même perdue une bonne partie de sa capacité.

 

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Le fonctionnement du li-ion a beaucoup changé par rapport aux anciennes  technologies. Des mythes comme « il ne faut jamais recharger sa batterie si elle n’est pas vide » ont la vie dure et nous allons les aborder afin de les confirmer ou les démonter pour la plupart. Mais tout d’abord revenons sur les principes du li-ion.

Les cycles de la batterie

Les batteries li-ion possèdent un nombre maximum de cycles avant lequel leur autonomie s’effondrera. Un cycle représente une décharge complète suivie d’une recharge complète de la batterie. L’avantage du li-ion est sa flexibilité : si vous déchargez votre batterie à 50% puis la rechargez à 100%, cela équivaudra à ½ cycle. Les accumulateur li-ion actuels possèdent une durée de vie comprise entre 500 et 1000 cycles de recharge.

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L’effet mémoire

L’effet mémoire des batteries li-ion a totalement été supprimé. Ce dernier pouvait intervenir sur les batteries NiCd et NiMH. Il fallait que ces dernières soient déchargées régulièrement jusqu’à un certain pourcentage (par exemple 25%) avant d’être à nouveau rechargées. La batterie pensait alors que le point à partir du quel la décharge avait l’habitude de s’arrêter (25%) était le niveau zéro de sa capacité. Mais ce n’est plus le cas pour le li-ion. Vous pouvez donc recharger votre batterie à n’importe quel moment, sans vous soucier de la capacité restante. Etant donné qu’un cycle est décompté uniquement lorsqu’une décharge/recharge complète est effectuée, la batterie ne sera pas affectée par des petits coups de recharge.

Décharge profonde

D’ailleurs, il vaut mieux recharger sa batterie avant qu’elle ne passe sous le seuil de 5% de capacité. Lorsque la batterie atteint le seuil de décharge profonde à de nombreuses reprises, un processus d’inversion se passe au sein de la batterie et l’une des cellules peut devenir inopérante et ne plus se recharger. Même si les constructeurs n’indiquent pas le nombre de cellules, il y a de fortes chances que les batteries de smartphone en comprennent 3. Une cellule manquante signifie donc une perte d’autonomie de 33%. Evitez le plus possible de passer sous la barre des 5% de charge.

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Recalibrer la batterie

S’il vous arrive souvent de recharger brièvement votre appareil mobile sans lui faire subir une décharge/recharge complète, il faudra penser à recalibrer la batterie chaque mois. Pour calibrer le système interne de gestion de la batterie, il suffit de la décharger complètement (sans dépasser les 5% de décharge) puis de la recharger complètement.

Faut-il laisser branchée au secteur une batterie chargée ?

Encore un ancien mythe qui date des anciennes technologies. On nous disait alors de laisser la batterie branchée au chargeur quelques heures après que celle-ci ait atteint les 100%. Mais cela ne sert à rien et peut être néfaste dans certain cas. Dans la plupart des cas, en utilisant le chargeur d’origine ou des produits conformes à la réglementation européenne, un mécanisme coupe le rechargement de la batterie une fois qu’elle est pleine. L’énergie délivrée ensuite par le chargeur sert seulement à alimenter le smartphone pour qu’il n’ait pas à se servir de la batterie. Attention donc aux contrefaçons de chargeurs et d’accumulateurs qui viennent souvent d’Asie sans respecter les règlementations Européennes. Ces produits intègrent rarement les composants censés protéger le matériel et les personnes en cas de problème. Dans le meilleur des cas, votre batterie verra sa capacité être réduite. Mais dans le pire des cas, la batterie pourra prendre feu et exploser.

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Faut-il charger la batterie lors de la première utilisation ?

La réponse est courte : non. La batterie connaît sa capacité maximale et il ne sert à rien de la recharger dès la première utilisation. Vous pouvez donc déballer tranquillement votre nouveau HTC One M8 et vous en servir directement sans avoir à patienter qu’il se recharge. Attention en revanche à éviter de vous servir des appareils mobiles lorsqu’ils se rechargent à cause de la chaleur dégagée.

La chaleur, le pire ennemi des batteries

La chaleur est néfaste pour les batteries. Et ces dernières chauffent beaucoup lorsqu’elles sont en phase de recharge. Encore une fois, il est donc plus intéressant de réaliser de courtes recharges plutôt qu’une recharge complète. Utiliser son smartphone pendant qu’il est en charge est également une mauvaise idée car la chaleur émise par les composants du téléphone s’ajoutera à celle émise par la batterie et fera donc augmenter la chaleur de l’accumulateur. De la même manière, les technologies de rechargement sans fil ne sont pas très bonnes pour les batteries. Une partie de l’énergie utilisée pour recharger l’appareil est transformée en chaleur à cause des pertes énergétiques inhérentes à la technologie de rechargement sans fil comme le Qi. A titre d’exemple, une batterie entreposée pendant un an à 0°C perdra 2% de sa capacité alors qu’à 40°C, elle aura perdu 15%. Stockée à 60°C, il manquera 25% de capacité à l’accumulateur.

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Comment conserver une batterie qui n’est pas utilisée ?

Si vous pensez ne pas utiliser une batterie pendant quelques temps, il faut la préparer. Une batterie conservera la majorité de sa capacité si elle est chargée à 40% avant d’être conservée. Il faut savoir que la batterie se décharge toute seule sans être utilisée. Si elle est conservée aux alentours de 0%, elle risque de rentrer dans un état de décharge profonde et ainsi risquer de détruire les cellules. Si elle est conservée dans un état proche de 100%, la tension au sein de la batterie est trop forte et sa capacité se dégradera avec le temps. Il faut également conserver la batterie à la température la plus basse, 0°C n’étant pas risqué car les composants commencent à geler aux alentours de -30°C. A titre d’exemple, une batterie conservée un an à 0°C et chargée à 40% n’aura perdu que 2% de sa capacité alors que celle chargée à 100% aura perdu 4% de capacité. La même batterie stockée à 25°C aura perdu 4% de capacité en étant stockée à 40%. Si elle est stockée alors qu’elle était chargée à 100%, elle perdrait 20% de sa quantité.

Les chargeurs ultra rapides

Il existe des chargeurs ultra rapides, plus puissants que ceux d’origines, qui proposent de charger la batterie en quelques dizaines de minutes. Il faut fuir ce type de produit qui limitent fortement la durée de vie des batteries en diminuant rapidement leur capacité. Veillez donc à utiliser des chargeurs prévus pour vos appareils. En fait, le mieux est d’utiliser les chargeurs les plus lents possible (ceux qui possèdent une sortie délivrant le moins d’ampères) mais il ne faut alors pas être pressé. A titre de comparaison, au bout de 500 cycles, un batterie chargée à 1A aura 50% de capacité en plus que celle chargée à 2A. Si vous souhaitez avoir une batterie rechargée rapidement sans posséder un tel chargeur, il suffit de couper la charge bien avant qu’elle n’atteigne 100%. Les batteries li-ion prennent 50% du temps de charge pour arriver à 80%. Les 20 derniers pourcents de charge vont mettre le même temps que les 80 premiers.

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L’avenir des batteries

D’année en année les batteries parviennent à augmenter leur capacité malgré une taille de plus en plus réduite. Mais la puissance et les usages de nos appareils mobiles ne sont plus adaptés aux batteries actuelles. Je suis sûr que vous regrettez votre Nokia 3310 et son autonomie de pratiquement une semaine. Les scientifiques et ingénieurs se penchent depuis plusieurs années sur le successeur du li-ion. Plusieurs pistes sont envisagées.

Evolutions du lithium

Des chercheurs ont réussi, l’an dernier, à créer une micro batterie capable de se recharger 1000 fois plus rapidement que les actuelles. De quoi par exemple en insérer une dans un smartphone pour avoir une réserve d’énergie capable de se recharger en quelques secondes en cas de besoin. Le lithium-air remplacerait à terme le lithium-ion. Ce qui permettrait une densité énergétique très élevée mais une puissance inférieure. BMW et Toyota ont déjà annoncé travailler sur cette technologie pour les prochaines voitures électriques. Des chercheurs du MIT ont réussi à la fin de l’année dernière à intégrer des virus qui permettent d’augmenter considérablement la puissance des batteries. Mais il reste encore l’obstacle de filtrer l’air entrant dans la batterie pour qu’il soit le plus pur possible. On parle également de lithium-phosphate qui serait plus sûr, moins toxique et moins cher que le li-ion.

D’autres technologies ?

Les chercheurs lorgnent également du côté d’autres métaux que le lithium, avec une densité énergétique supérieure. C’est le cas par exemple du zinc, très abondant et bon marché qui, mixé à l’air, donne de très bons résultats. Le bois pourrait également faire son apparition au sein des batteries avec un mélange de sodium et de cellulose, la fibre naturelle qu’on retrouve dans les végétaux. Le sucre est également étudié par certains chercheurs. Ces derniers ont réussi à transformer du saccharose en fibre de carbone pour remplacer le lithium. La technologie qui s’imposera sera celle qui réussira à faire le moins de concession possible sur la capacité et la puissance tout en ayant un coût minime. Il faudra de toute façon abandonner à l’avenir le lithium, qui est rare. Peut-être qu’une piste se dessine également vers les capteurs solaires.

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Que faire d’une batterie en fin de vie ?

Il ne faut surtout pas la jeter à la poubelle, les batteries au lithium-ion possèdent des métaux dangereux qui doivent être recyclés. En France, il existe deux organismes officiels qui ont pour mission de recycler les accumulateurs usagés. Il s’agit de Screlec et Corepile. N’hésitez pas à aller sur leur site pour savoir où se situe le point de collecte le plus proche de chez vous.

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Sources :

Batteryuniversity
Apple
Tom’s Guide
Wikipedia
Engadget
Macbidouille