{"id":4236,"date":"2021-12-09T06:34:34","date_gmt":"2021-12-09T06:34:34","guid":{"rendered":"https:\/\/manlybattery.com\/?p=4236"},"modified":"2024-05-27T18:26:26","modified_gmt":"2024-05-27T10:26:26","slug":"six-param%c3%a8tres-importants-des-batteries-au-lithium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/manlybattery.com\/fr\/six-important-parameters-of-lithium-batteries\/","title":{"rendered":"Six param\u00e8tres importants des batteries au lithium"},"content":{"rendered":"

1. Capacit\u00e9 de la batterie<\/h2>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, la capacit\u00e9 d'une batterie est d\u00e9termin\u00e9e par la quantit\u00e9 de mati\u00e8re active qu'elle contient, g\u00e9n\u00e9ralement exprim\u00e9e en milliamp\u00e8res-heures (mAh) ou Ah. Par exemple, 1\u00a0000 mAh peuvent \u00eatre d\u00e9charg\u00e9s en 1 h avec un courant de 1 A.<\/p>\n

1.1 Comprendre la capacit\u00e9 de la batterie\u00a0: nominale, r\u00e9elle et th\u00e9orique<\/h3>\n

La capacit\u00e9 de la batterie peut \u00eatre class\u00e9e en capacit\u00e9 r\u00e9elle, capacit\u00e9 th\u00e9orique et capacit\u00e9 nominale, en fonction de diff\u00e9rentes conditions.<\/p>\n

La capacit\u00e9 qu'une batterie fournit lorsqu'elle est d\u00e9charg\u00e9e \u00e0 un taux de d\u00e9charge donn\u00e9 \u00e0 25 \u00b0C jusqu'\u00e0 sa tension aux bornes est d\u00e9finie comme la capacit\u00e9 de la batterie lors de sa conception et de sa production. On parle alors de capacit\u00e9 nominale pour un taux de d\u00e9charge HR donn\u00e9.<\/p>\n

La capacit\u00e9 d'une batterie est g\u00e9n\u00e9ralement mesur\u00e9e en Ah (amp\u00e8res-heures). Une autre m\u00e9thode de mesure consiste \u00e0 utiliser le nombre de cellules (par unit\u00e9 de plaque) en watts (W\/cellule).<\/p>\n

    \n
  1. Pour les calculs Ah (amp\u00e8res-heures), prenez le courant de d\u00e9charge (courant constant) I et multipliez-le par le temps de d\u00e9charge (en heures) T. Par exemple, une batterie de 7 Ah d\u00e9charg\u00e9e en continu \u00e0 0,35 A peut durer environ 20 heures.<\/li>\n
  2. Le temps de charge standard est de 15 heures et le courant de charge correspond \u00e0 1\/10 de la capacit\u00e9 de la batterie. Une charge rapide peut r\u00e9duire la dur\u00e9e de vie de la batterie.<\/li>\n<\/ol>\n

    La capacit\u00e9 d'une batterie d\u00e9signe la charge \u00e9lectrique stock\u00e9e dans celle-ci. L'unit\u00e9 de mesure est le \u00ab\u00a0mAh\u00a0\u00bb, appel\u00e9 milliamp\u00e8re-heure en chinois. Pour les batteries de plus grande capacit\u00e9, comme les batteries au plomb, on utilise g\u00e9n\u00e9ralement l'\u00ab\u00a0Ah\u00a0\u00bb (amp\u00e8re-heure) par commodit\u00e9, o\u00f9 1\u00a0Ah = 1\u00a0000\u00a0mAh. Si une batterie a une capacit\u00e9 nominale de 1\u00a0300\u00a0mAh et qu'on la d\u00e9charge avec un courant de 130\u00a0mA, elle peut fonctionner pendant environ 10\u00a0heures (1\u00a0300\u00a0mAh\/130\u00a0mA = 10\u00a0h). Si le courant de d\u00e9charge est de 1\u00a0300\u00a0mA, l'autonomie tombe \u00e0 environ 1\u00a0heure. Ces calculs supposent des conditions id\u00e9ales, et le fonctionnement r\u00e9el de l'appareil peut varier en fonction de composants, comme l'\u00e9cran LCD ou le flash d'un appareil photo num\u00e9rique, qui peuvent entra\u00eener d'importantes variations de courant. Par cons\u00e9quent, l'autonomie r\u00e9elle d'un appareil aliment\u00e9 par la batterie ne peut \u00eatre qu'approximative, g\u00e9n\u00e9ralement bas\u00e9e sur l'exp\u00e9rience r\u00e9elle.<\/p>\n

    1.2 Unit\u00e9 de capacit\u00e9<\/h3>\n

    G\u00e9n\u00e9ralement, la capacit\u00e9 d'une batterie est mesur\u00e9e en amp\u00e8res-heures (Ah), et cette valeur est d\u00e9termin\u00e9e pour une batterie sp\u00e9cifique. Par exemple, la question pourrait \u00eatre\u00a0: Quelle est la capacit\u00e9 de la batterie de ce smartphone\u00a0? Ou de cette batterie de scooter \u00e9lectrique\u00a0? Ces questions sont sp\u00e9cifiques \u00e0 chaque batterie. Lorsque la tension de la batterie est d\u00e9j\u00e0 d\u00e9finie et que l'on ne prend pas en compte la tension en temps r\u00e9el, la simple indication des amp\u00e8res-heures peut repr\u00e9senter la capacit\u00e9 de la batterie.<\/p>\n

    Cependant, lorsqu'il s'agit de batteries de tensions diff\u00e9rentes, on ne peut pas simplement se fier aux amp\u00e8res-heures pour indiquer la capacit\u00e9. Prenons, par exemple, une Batterie MANLY 12V 20AH<\/a><\/strong> et une batterie MANLY 15 V 20 Ah. Bien que toutes deux aient 20 Ah, avec la m\u00eame charge, l'appareil fonctionnera parfaitement, mais sa dur\u00e9e de fonctionnement sera diff\u00e9rente. Par cons\u00e9quent, la capacit\u00e9 standard doit \u00eatre mesur\u00e9e en termes de puissance.<\/p>\n

    Pour illustrer davantage, prenons un appareil compatible 12 V et 24 V. Aliment\u00e9 par une batterie MANLY 12 V 20 Ah, son autonomie est d'une heure. En revanche, si deux batteries de ce type sont connect\u00e9es en s\u00e9rie, pour une alimentation de 24 V 20 Ah, les amp\u00e8res-heures restent inchang\u00e9s, mais l'autonomie double. Dans ce contexte, la capacit\u00e9 doit \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e en termes de puissance que la batterie peut supporter, et non uniquement en termes d'amp\u00e8res-heures.<\/p>\n

    Puissance (W) = Puissance (P) * Temps (T) = Courant (I) * Tension (U) * Temps (T).<\/p>\n

    Cette approche de la capacit\u00e9 des batteries est plus pertinente. Il faut \u00eatre r\u00e9aliste et factuel, sinon on risque de conclure, illogiquement, qu'une batterie de smartphone a une capacit\u00e9 sup\u00e9rieure \u00e0 celle d'une batterie de scooter \u00e9lectrique, ce qui est clairement antiscientifique.<\/p>\n

    \"Six<\/p>\n

    2. Tension nominale<\/h2>\n

    La diff\u00e9rence de potentiel entre les \u00e9lectrodes positive et n\u00e9gative d'une batterie est appel\u00e9e tension nominale. Cette tension est d\u00e9termin\u00e9e par le potentiel d'\u00e9lectrode du mat\u00e9riau de la plaque et la concentration de l'\u00e9lectrolyte interne. Le diagramme de d\u00e9charge d'une batterie au lithium est parabolique\u00a0: 4,3\u00a0V chutent \u00e0 3,7\u00a0V et 3,7\u00a0V \u00e0 3,0\u00a0V, ces deux valeurs \u00e9voluant rapidement. Seul le temps de d\u00e9charge d'environ 3,7\u00a0V est le plus long, repr\u00e9sentant pr\u00e8s des trois quarts du temps. La tension nominale d'une batterie au lithium correspond donc \u00e0 la tension qui maintient le temps de d\u00e9charge le plus long.<\/p>\n

      \n
    1. Batterie au lithium ternaire<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

      La tension nominale d'une cellule ternaire au lithium est de 3,6 V, avec une plage de tension de fonctionnement comprise entre 2,5 V et 4,2 V. Pour une batterie, multipliez la tension par le nombre de cellules en s\u00e9rie. Par exemple, pour une batterie ternaire au lithium s\u00e9rie 10, la tension nominale est de 36 V, et la plage de tension de fonctionnement s'\u00e9tend de 25 V \u00e0 42 V.<\/p>\n

        \n
      1. Batterie lithium fer phosphate<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

        La tension nominale d'une cellule lithium fer phosphate est de 3,2 V, avec une plage de tension de fonctionnement de 2,0 V \u00e0 3,65 V. De m\u00eame, pour le bloc-batterie correspondant, multipliez par le nombre de cellules en s\u00e9rie. Par exemple, une batterie lithium fer phosphate s\u00e9rie 15 a une tension nominale de 48 V, avec une plage de tension de fonctionnement de 30 V \u00e0 54,75 V.<\/p>\n

        Alors, quelles sont les implications d\u2019une basse tension pour les batteries au lithium ?<\/p>\n

        Il est recommand\u00e9 de stocker les batteries au lithium \u00e0 long terme avec une charge d'environ 70%. En cas de non-utilisation pendant 3 \u00e0 6 mois, il est conseill\u00e9 d'effectuer un cycle complet de charge et de d\u00e9charge. Cela am\u00e9liore la dur\u00e9e de vie de la batterie.<\/p>\n

        En cas de stockage prolong\u00e9 sans utilisation et \u00e0 tr\u00e8s basse tension, les mat\u00e9riaux de la batterie au lithium peuvent \u00eatre alt\u00e9r\u00e9s. Leur r\u00e9activit\u00e9 chimique peut se d\u00e9grader, ce qui impacte la dur\u00e9e de vie de la batterie.<\/p>\n

        Les batteries lithium-ion fonctionnent \u00e0 des tensions comprises entre 2,5 V et 4,2 V. Lorsque la tension descend en dessous de 2,5 V, la d\u00e9charge de la batterie s'arr\u00eate et, du fait de la fermeture du circuit de d\u00e9charge, la perte de courant du circuit de protection interne est r\u00e9duite \u00e0 son minimum. Cependant, en pratique, en raison des variations des mat\u00e9riaux internes, la tension de fin de d\u00e9charge peut varier de 2,5 V \u00e0 3 V. Lorsque la tension d\u00e9passe 4,2 V, le circuit de charge est interrompu pour garantir la s\u00e9curit\u00e9 de la batterie.<\/p>\n

        3. Tension de fin de charge<\/h2>\n

        Lorsque la batterie rechargeable est compl\u00e8tement charg\u00e9e, le mat\u00e9riau actif de la plaque d'\u00e9lectrode atteint un \u00e9tat de saturation et la tension de la batterie n'augmente pas pendant la charge. La tension \u00e0 ce moment est appel\u00e9e tension de fin de charge. La tension de la batterie au lithium ternaire est de 4,2 V et celle de la batterie au lithium fer phosphate est de 3,65 V.<\/p>\n

        \"BATTERIE<\/p>\n

        4. Tension de fin de d\u00e9charge<\/h2>\n

        La tension de fin de d\u00e9charge correspond \u00e0 la tension minimale autoris\u00e9e lorsque la batterie est d\u00e9charg\u00e9e. La tension de fin de d\u00e9charge est li\u00e9e au taux de d\u00e9charge.<\/p>\n

        5. R\u00e9sistance interne de la batterie<\/h2>\n

        La r\u00e9sistance interne d'une batterie est d\u00e9termin\u00e9e par la r\u00e9sistance de l'\u00e9lectrode et celle du flux ionique. Pendant la charge et la d\u00e9charge, la r\u00e9sistance du moteur d'image et de l'\u00e9lectrode reste inchang\u00e9e, mais la r\u00e9sistance du flux ionique augmente ou diminue selon la concentration de l'\u00e9lectrolyte et des ions charg\u00e9s. L'imp\u00e9dance augmente lorsque la tension OCV d'une batterie au lithium diminue. Par cons\u00e9quent, lors d'une charge \u00e0 faible puissance (moins de 3 V), une pr\u00e9charge (charge d'entretien) doit \u00eatre effectu\u00e9e au pr\u00e9alable afin d'\u00e9viter qu'un courant trop \u00e9lev\u00e9 n'entra\u00eene une surchauffe de la batterie.<\/p>\n

        Composition de la r\u00e9sistance interne de la batterie au lithium<\/strong><\/p>\n

        La r\u00e9sistance ohmique d\u00e9pend principalement des mat\u00e9riaux des \u00e9lectrodes, de l'\u00e9lectrolyte, de la r\u00e9sistance du s\u00e9parateur, ainsi que de la r\u00e9sistance de contact des collecteurs de courant et des connexions des languettes. Elle est li\u00e9e \u00e0 la taille, \u00e0 la structure et aux modes de connexion de la batterie.<\/p>\n

        La r\u00e9sistance de polarisation, qui appara\u00eet instantan\u00e9ment lors de l'application d'un courant, repr\u00e9sente la tendance cumulative de diverses barri\u00e8res internes \u00e0 la batterie \u00e0 emp\u00eacher les ions charg\u00e9s d'atteindre leur destination. Cette r\u00e9sistance peut \u00eatre subdivis\u00e9e en deux cat\u00e9gories\u00a0: la polarisation \u00e9lectrochimique et la polarisation de concentration.<\/p>\n

        Actuellement, la batterie lithium 18650, la plus performante, pr\u00e9sente une r\u00e9sistance interne d'environ 12 milliohms, tandis que les batteries classiques oscillent entre 13 et 15 milliohms. \u00c9tant donn\u00e9 que l'imp\u00e9dance peut affecter les performances de la batterie, une valeur de 50 milliohms est g\u00e9n\u00e9ralement consid\u00e9r\u00e9e comme normale. Entre 50 et 100 milliohms, la batterie reste fonctionnelle, mais ses performances commencent \u00e0 se d\u00e9grader. Au-del\u00e0 de 100 milliohms, une utilisation en parall\u00e8le est n\u00e9cessaire, et au-del\u00e0 de 200 milliohms, elle est quasiment inutilisable.<\/p>\n

        Impacts de la r\u00e9sistance interne des batteries au lithium<\/strong><\/p>\n

        Tous les facteurs qui entravent le mouvement des ions lithium et des \u00e9lectrons d'un p\u00f4le \u00e0 l'autre de la batterie au lithium contribuent \u00e0 sa r\u00e9sistance interne. Id\u00e9alement, plus la r\u00e9sistance interne est faible, mieux c'est. Une r\u00e9sistance interne \u00e9lev\u00e9e entra\u00eene des pertes thermiques accrues, emp\u00eachant une d\u00e9charge \u00e0 courant \u00e9lev\u00e9. De plus, une r\u00e9sistance interne \u00e9lev\u00e9e entra\u00eene un \u00e9chauffement de la batterie pendant son utilisation. Des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es peuvent entra\u00eener une baisse de la tension de d\u00e9charge et un raccourcissement de la dur\u00e9e de d\u00e9charge, affectant gravement ses performances et sa dur\u00e9e de vie. Dans les cas extr\u00eames, cela peut m\u00eame entra\u00eener un risque d'auto-inflammation.<\/p>\n

        6. Taux d'autod\u00e9charge<\/h2>\n

        Il s'agit du pourcentage de la capacit\u00e9 totale qui se perd automatiquement lorsque la batterie n'est pas utilis\u00e9e pendant un certain temps. En g\u00e9n\u00e9ral, le taux d'autod\u00e9charge des batteries lithium-ion \u00e0 temp\u00e9rature ambiante est compris entre 5% et 8%.<\/p>\n

        6.1 Comment le taux de d\u00e9charge affecte-t-il la capacit\u00e9 de la batterie\u00a0?<\/strong><\/h3>\n

        Le taux de d\u00e9charge a un impact direct sur la capacit\u00e9 effective d'une batterie. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, un taux de d\u00e9charge \u00e9lev\u00e9 peut r\u00e9duire la capacit\u00e9 disponible, car la batterie risque de ne pas maintenir sa capacit\u00e9 nominale maximale lors de d\u00e9charges rapides. Par cons\u00e9quent, lors de l'\u00e9valuation de la capacit\u00e9 utile d'une batterie, le taux de d\u00e9charge doit \u00eatre pris en compte.<\/p>\n

        6.2 Quel est le taux de d\u00e9charge des batteries de v\u00e9los \u00e9lectriques\u00a0?<\/strong><\/h3>\n

        Le taux de d\u00e9charge des batteries de v\u00e9los \u00e9lectriques peut varier en fonction de leur composition chimique et de leur conception. Les v\u00e9los \u00e9lectriques utilisent g\u00e9n\u00e9ralement des batteries lithium-ion en raison de leur densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique et de leurs performances \u00e9lev\u00e9es. Ces batteries pr\u00e9sentent g\u00e9n\u00e9ralement un taux de d\u00e9charge compris entre 1 et 4 \u00b0C, voire plus. \u00c0 titre d'exemple, une batterie de 1 Ah avec un taux de d\u00e9charge de 10 \u00b0C peut fournir un courant de d\u00e9charge continu de 10 amp\u00e8res, tandis qu'un taux de d\u00e9charge de 4 \u00b0C autorise un courant de d\u00e9charge continu de 40 amp\u00e8res.<\/p>\n

        6.3 Quel est consid\u00e9r\u00e9 comme un taux de d\u00e9charge \u00e9lev\u00e9 pour les batteries au lithium\u00a0?<\/strong><\/h3>\n

        Pour les batteries au lithium, un taux de d\u00e9charge g\u00e9n\u00e9ralement consid\u00e9r\u00e9 comme \u00ab\u00a0\u00e9lev\u00e9\u00a0\u00bb commence \u00e0 1\u00a0\u00b0C et plus. Cependant, il est important de noter que ce taux de d\u00e9charge sp\u00e9cifique consid\u00e9r\u00e9 comme \u00e9lev\u00e9 peut varier en fonction de la conception de la batterie, de sa composition chimique et de son utilisation pr\u00e9vue.<\/p>\n

        6.4 Quel est un bon taux de d\u00e9charge pour les batteries\u00a0?<\/strong><\/h3>\n

        Le taux de d\u00e9charge optimal d'une batterie d\u00e9pend des exigences sp\u00e9cifiques de son application. En g\u00e9n\u00e9ral, un taux de d\u00e9charge qui permet un transfert de puissance efficace sans solliciter excessivement la batterie est consid\u00e9r\u00e9 comme favorable. Il est recommand\u00e9 de consulter les sp\u00e9cifications et les directives du fabricant pour d\u00e9terminer le taux de d\u00e9charge optimal pour une batterie donn\u00e9e.<\/p>\n

        6.5 Comment calculez-vous le taux C ?<\/strong><\/h3>\n

        Taux C (C) = Courant de charge ou de d\u00e9charge en amp\u00e8res (A) \/ Capacit\u00e9 nominale de la batterie (Ah)<\/p>\n

        Prenons un exemple impliquant une batterie au lithium de 100 Ah :<\/p>\n

        1C repr\u00e9sente un courant de d\u00e9charge de 100 amp\u00e8res, ce qui signifie que la batterie peut fournir une d\u00e9charge continue de 100 amp\u00e8res pendant une heure. En termes plus simples, elle peut supporter un courant de charge de 100 amp\u00e8res pendant 60 minutes.<\/p>\n

        Si l'on augmente le r\u00e9gime C \u00e0 2C, le courant de d\u00e9charge atteint 200 amp\u00e8res. Cela signifie que la batterie peut d\u00e9sormais fournir un courant de d\u00e9charge de 200 amp\u00e8res, mais pendant une dur\u00e9e r\u00e9duite. \u00c0 un r\u00e9gime de 2C, la batterie peut supporter un courant de charge de 200 amp\u00e8res pendant 30 minutes ou une demi-heure.<\/p>\n

        En revanche, r\u00e9duire le taux C \u00e0 0,5\u00a0C produit un courant de d\u00e9charge de 50\u00a0amp\u00e8res. \u00c0 ce taux, la batterie peut fournir un courant de d\u00e9charge de 50\u00a0amp\u00e8res, prolongeant ainsi la dur\u00e9e de d\u00e9charge. Dans ces conditions, la batterie peut supporter un courant de charge de 50\u00a0amp\u00e8res pendant 2\u00a0heures ou 120\u00a0minutes.<\/p>\n

        Lors de l'\u00e9valuation des performances et de la capacit\u00e9 des batteries au lithium, le taux C s'av\u00e8re \u00eatre un facteur crucial car il d\u00e9termine \u00e0 la fois le courant de d\u00e9charge disponible et la dur\u00e9e de d\u00e9charge correspondante.<\/p>\n

        \"Six<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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