Effet de mémoire des batteries : Comprendre et surmonter
Une batterie électrique, source d’énergie électrique en courant continu, transforme l’énergie chimique stockée en énergie électrique grâce à un processus électrochimique. Elle est constituée d’une ou plusieurs cellules voltaïques. La réaction redox spontanée entre deux électrodes séparées par un électrolyte, conducteur ionique et isolant électrique, est le principe fondamental d’une cellule électrochimique.
L’effet de mémoire dans les batteries Ni-Cd et NiMH
Connu des utilisateurs de batteries au nickel-cadmium (Ni-Cd) et nickel-métal-hydrure (NiMH), l’effet de mémoire se traduit par une baisse de tension de travail, visible dans les courbes de décharge lors de décharges répétées à faible profondeur. Cet effet entraîne une réduction de la capacité cellulaire pratique à une tension de coupure fixe et/ou une mauvaise estimation de l’état de charge de la cellule.
Conditions d’évitement de l’effet de mémoire
L’effet de mémoire ne se manifeste pas si l’une des conditions suivantes est remplie :
- Les batteries atteignent une surcharge complète.
- La décharge n’est pas identique à chaque cycle, dans une marge de plus ou moins 3%.
- La décharge descend à moins de 1.0 volt par cellule.
Pour les batteries NiMH, l’effet de mémoire est bien moins marqué que pour les Ni-Cd.
Élimination de l’effet de mémoire
La méthode la plus simple pour éliminer l’effet de mémoire consiste à décharger la batterie à 1 Volt par cellule (VPC), puis à la recharger complètement. Cette procédure peut être répétée jusqu’à ce que la batterie retrouve sa capacité énergétique maximale.
Batteries lithium-ion : Pas d’effet de mémoire
Contrairement aux batteries à base de nickel, les batteries lithium-ion sont réputées pour ne pas présenter d’effet de mémoire.
Paramètres importants des batteries
Pour comparer et comprendre les capacités des différentes batteries, certains paramètres sont essentiels, même au sein d’un même type de batterie. Ces paramètres servent de référence lors du choix d’une batterie pour des besoins spécifiques, étant donné leur utilisation dans une variété infinie d’appareils.
Tension de cellule
La tension des batteries électriques est créée par la différence de potentiel des matériaux composant les électrodes positives et négatives dans la réaction électrochimique.
Tension de coupure
La tension de coupure est la tension minimale admissible, définissant généralement l’état « vide » de la batterie.
Capacité
La capacité coulométrique représente le total des ampères-heures disponibles lors de la décharge de la batterie à un courant de décharge donné, de 100% de l’état de charge (SOC) jusqu’à la tension de coupure.
Taux de C
Le taux de C de la batterie se réfère à sa capacité à être chargée ou déchargée par rapport à sa capacité nominale.
Auto-décharge
Les batteries se déchargent progressivement même lorsqu’elles ne sont pas connectées ni en cours d’utilisation, en raison de réactions chimiques latérales non productrices de courant à l’intérieur de la cellule.
Dégradation
Chaque cycle de charge-décharge entraîne une certaine dégradation de la batterie, souvent due à la migration de l’électrolyte loin des électrodes ou à la détachement du matériel actif des électrodes.
Profondeur de décharge
La profondeur de décharge indique la quantité d’énergie prélevée sur une batterie, exprimée en pourcentage de sa capacité totale. Par exemple, une batterie de 100 Ah ayant fourni 40 Ah a subi une décharge de 40 %.
État de charge
L’état de charge désigne la quantité de charge restante dans une batterie par rapport à ses états « plein » et « vide » prédéfinis, soit la quantité d’ampères-heures restant dans la batterie.
