Caractéristiques des Piles Alcalines
Introduction
Les piles alcalines (code IEC : L) sont un type de batterie primaire fournissant un courant électrique direct grâce à la réaction électrochimique entre le zinc et le dioxyde de manganèse (MnO2) en présence d’un électrolyte alcalin. Utilisées dans de nombreux appareils portables, ces batteries sont essentielles pour alimenter des outils électriques, radios, jouets et télécommandes.
Composition et Fonctionnement
Contrairement aux batteries zinc-carbone, qui utilisent un électrolyte acide, la pile alcaline utilise de l’hydroxyde de potassium (KOH) comme électrolyte alcalin. D’autres systèmes de batteries utilisent également des électrolytes alcalins, mais avec des matériaux actifs différents pour les électrodes.
Tension des Cellules
La tension d’une pile 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, inférieure à celle des cellules lithium-ion qui est d’environ 3,6 volts.
Tension de Coupure
La tension de coupure est la tension minimale admissible et définit généralement l’état « vide » de la batterie. Pour les piles NiMH ou NiCd, une tension de coupure de 1,0 V par cellule est couramment utilisée, tandis que pour les piles alcalines, elle est normalement de 0,9 V.
Capacité
La capacité coulométrique est le total d’Ampères-heures disponibles lors de la décharge de la batterie à un courant de décharge spécifique, de 100% de l’état de charge (SOC) à la tension de coupure. Une pile alcaline typique ou NiMH de taille standard “AA” a environ 2000 à 3000 mAh (ou 2 à 3 Ah).
Taux de C
Le taux de C est utilisé pour exprimer la vitesse à laquelle une batterie est déchargée ou chargée par rapport à sa capacité maximale. Un taux de 1C signifie que le courant de décharge déchargera la totalité de la batterie en 1 heure. Pour obtenir une lecture de capacité raisonnablement bonne, les fabricants évaluent couramment les piles alcalines et les batteries au plomb à un très faible 0,05C, soit une décharge de 20 heures.
Auto-décharge
Les batteries se déchargent progressivement même lorsqu’elles ne sont pas connectées et ne fournissent pas de courant. Ceci est dû à des réactions chimiques « secondaires » non productrices de courant qui se produisent à l’intérieur de la cellule même lorsqu’aucune charge n’est appliquée. Les piles alcalines ont un taux d’auto-décharge très faible, typiquement indiqué par les fabricants à être de 2 à 3 % par an.
Conclusion
Les piles alcalines sont un élément incontournable de la technologie moderne, offrant une source d’énergie fiable et durable pour une multitude d’appareils portables. Leur faible taux d’auto-décharge, couplé à une capacité et une tension adaptées, en fait un choix privilégié pour des utilisations variées, allant des jouets aux dispositifs de communication d’urgence.
