Avantages et inconvénients des piles alcalines

Avantages et Inconvénients des Piles Alcalines

Les piles alcalines, codifiées L selon la norme IEC, sont des batteries primaires qui génèrent un courant électrique direct à partir de la réaction électrochimique entre le zinc et le dioxyde de manganèse (MnO₂) en présence d’un électrolyte alcalin. Contrairement aux piles zinc-carbone, qui utilisent des électrolytes acides comme le chlorure d’ammonium (NH₄Cl) ou le chlorure de zinc (ZnCl₂), les piles alcalines emploient l’hydroxyde de potassium (KOH) comme électrolyte. Bien que d’autres systèmes de batteries utilisent également des électrolytes alcalins, ils se différencient par les matériaux actifs des électrodes.

Ces batteries sont essentielles pour alimenter de nombreux appareils portables comme les outils électriques, les radios, les jouets et les télécommandes. Le format le plus courant est la pile AA. Elles sont particulièrement adaptées aux appareils portables à faible consommation, utilisés de manière intermittente ou éloignés d’une source d’alimentation alternative, comme dans les circuits d’alarme et de communication.

Avantages

Les piles alcalines se distinguent par une densité énergétique supérieure à celle des cellules secondaires rechargeables. Leur haute énergie spécifique, leur longue durée de stockage (faible auto-décharge) et leur disponibilité instantanée leur confèrent un avantage unique sur d’autres sources d’énergie. Idéales pour les applications à faible décharge, elles peuvent être transportées dans des lieux isolés et utilisées immédiatement, même après un long stockage. De plus, elles sont facilement disponibles et respectueuses de l’environnement lors de leur élimination.

Inconvénients

Le principal inconvénient des piles alcalines est qu’elles ne sont pas rechargeables. Un autre désavantage est leur faible taux de C (C-rate), considéré comme bas comparé aux batteries rechargeables. Leur utilisation entraîne également une grande quantité de déchets à recycler. Pour les grandes batteries, les piles primaires ne sont généralement pas rentables.

Caractéristiques des Piles Alcalines

Il est important de comprendre les caractéristiques distinctes des piles pour évaluer leur capacité. Parmi celles-ci :

• Tension de la Cellule: La tension des batteries électriques est créée par la différence de potentiel des matériaux composant les électrodes positives et négatives. La tension produite par chaque cellule d’une pile alcaline est d’environ 1,5 volts, supérieure à celle des piles nickel-cadmium, nickel-métal-hydrure et même standard.
• Tension de Coupure: La tension de coupure est la tension minimale acceptable, définissant généralement l’état « vide » de la batterie. Pour les piles NiMH ou NiCd, une tension de coupure de 1,0 V par cellule est normalement utilisée, tandis que pour les piles alcalines, c’est 0,9 V.
• Capacité: La capacité coulométrique est le total des ampères-heures disponibles lors de la décharge de la batterie à un courant de décharge spécifique de 100% SOC jusqu’à la tension de coupure. Une pile alcaline ou NiMH standard de taille « AA » a environ 2000 à 3000 mAh (ou 2 à 3 Ah).
• Taux de C (C-rate): Pour obtenir une lecture de capacité raisonnablement bonne, les fabricants évaluent généralement les piles alcalines et les batteries au plomb à un très faible 0,05C, soit une décharge de 20 heures.
• Auto-décharge: Les piles se déchargent progressivement même si elles ne sont pas connectées et ne fournissent pas de courant. Les piles alcalines ont un taux d’auto-décharge très faible, généralement indiqué par les fabricants comme étant de 2 à 3% par an.