Batteries, accumulateurs, chargeurs - glossaire de la terminologie

accumulateur

Dispositif électrochimique capable de convertir l'énergie électrique en énergie chimique (charge), et - par inversion du processus - de libérer l'énergie électrique stockée sous forme d'énergie chimique (décharge). Il se compose d'une ou plusieurs (batterie) cellules électrochimiques.

Ampère [A]

Unité de mesure de l'intensité du courant électrique.

ampères-heures [Ah]

Produit de l'intensité du courant (mesurée en ampères) par la durée (en heures) pendant laquelle la batterie peut fournir un courant de cette intensité. En ampères-heures, on indique généralement la capacité des batteries/accumulateurs - selon la définition, une batterie d'une capacité de 1Ah peut fournir un courant d'une intensité de 1A pendant une heure, un courant d'une intensité de 0,5A pendant deux heures, etc.

anode

Électrode positive sur laquelle, dans une solution liquide, se produit le processus d'oxydation - des anions (ions négatifs) sont libérés. Dans le cas des accumulateurs, selon la direction du flux de courant (processus de charge ou de décharge), chacune des deux électrodes peut remplir la fonction d'anode. L'électrode négative est l'anode pendant la décharge.

batterie

Dans le langage courant, cela désigne une ou plusieurs cellules galvanique (électrochimique) connectées électriquement (en série, en parallèle), permettant de connecter d'autres appareils électriques.

batterie alcaline

Batterie dans laquelle une solution alcaline (basique) est utilisée comme électrolyte. L'électrolyte le plus populaire de ce type est l'hydroxyde de potassium. Les batteries de ce type ne contiennent ni mercure ni cadmium.

batterie primaire

Batterie qui ne peut être utilisée qu'une seule fois. Il est impossible de la soumettre à un processus de charge pour inverser les réactions chimiques grâce auxquelles le courant a été obtenu. Des exemples de batteries primaires sont les batteries zinc-carbone et alcalines. L'opposé d'une batterie primaire est un accumulateur (batterie secondaire), dans lequel les processus chimiques se produisant lors de la décharge (utilisation) de la batterie sont réversibles.

batterie secondaire

voir accumulateur

CC/CV

CC - courant constant (intensité de courant constante), CV - tension constante (tension constante) - termes désignant les phases de base de la charge des accumulateurs à base de lithium. Pour un accumulateur Li-ion typique de 3,7V, la charge commence par la phase de charge à courant constant CC. L'accumulateur est chargé avec un courant constant jusqu'à atteindre la tension finale - généralement 4,20V. Après avoir atteint la tension finale, l'intensité du courant commence à diminuer et le processus de charge entre dans la phase CV - charge à tension constante. La charge se termine après que l'intensité du courant ait diminué à une valeur déterminée (généralement 50-150 mA). Le courant à la fin de la charge est appelé courant (intensité) de terminaison.

facteurs externes

Facteurs pouvant influencer l'efficacité et la durée de vie des batteries - tels que la température, l'humidité, les vibrations, les chocs, etc.

cycle

Dans les accumulateurs, une séquence unique de processus de charge et de décharge (utilisation) de l'accumulateur.

temps de stockage

Temps pendant lequel un accumulateur inutilisé peut être stocké sans perte irréversible de ses propriétés. La durée de ce temps dépend de la rapidité avec laquelle les processus d'auto-décharge se produisent dans l'accumulateur.

effet mémoire

Phénomène controversé qui se produirait dans certains types d'accumulateurs (par exemple, nickel-cadmium). Cela impliquerait une diminution de la capacité de l'accumulateur lorsque son cycle de travail a été terminé avec une décharge incomplète.

électrode positive

Électrode qui, lors du processus de décharge (utilisation) de la batterie, reçoit des électrons.

électrode négative

Électrode qui, lors du processus de décharge (utilisation) de la batterie, fournit des électrons.

énergie

Outre la capacité, c'est la valeur qui détermine l'efficacité de la batterie/accumulateur. Pour la mesurer, il est nécessaire de prélever toute l'énergie stockée d'un accumulateur/batterie pleine (il est nécessaire de procéder à un processus de décharge). L'énergie stockée dans la batterie est généralement mesurée en wattheures [Wh]. Une batterie d'énergie 1Wh peut fournir une puissance de 1W pendant une heure, une puissance de 0,5W pendant deux heures, etc. La valeur de l'énergie stockée [Wh] par rapport à la capacité [Ah] est plus complémentaire et utile pour évaluer l'efficacité d'une batterie donnée, car elle prend en compte la valeur de la tension sur l'ensemble du parcours de décharge.

électrolyte

Substance permettant le déplacement des ions à l'intérieur de la cellule électrochimique. Densité d'énergie Caractéristique d'un système électrochimique donné, mesurée en [Wh/m3]. Elle détermine la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker par unité de volume.

cathode

Électrode négative sur laquelle se produisent des processus de réduction, c'est-à-dire que les cations (ions chargés positivement) reçoivent des électrons (charges négatives). Dans les accumulateurs, chacune des électrodes peut fonctionner comme cathode, selon la direction du courant. L'électrode positive est la cathode pendant le fonctionnement normal de l'accumulateur (décharge).

charge

Processus pendant lequel l'énergie électrique fournie de l'extérieur est convertie en énergie chimique stockée dans l'accumulateur.

charge d'entretien

Processus auquel la plupart des chargeurs soumettent les accumulateurs après la fin de leur charge à pleine capacité, contrant la tendance naturelle à l'auto-décharge de l'accumulateur. Dans le cas des accumulateurs populaires (Ni-Cd, Ni-MH), il s'agit d'une charge avec un courant très faible.

chargeur

Dispositif fournissant de l'énergie électrique aux accumulateurs lors du processus de charge.

milliampères-heures [mWh], wattheures [Wh]

Unités définissant l'énergie électrique qu'une batterie ou un accumulateur est capable de stocker. Contrairement à l'unité de capacité exprimée en milliampères-heures/ampères-heures, la valeur de l'énergie prend en compte le parcours de la tension de sortie de la batterie, ce qui permet de comparer les valeurs d'énergie entre chaque source d'alimentation.

tension

Mesurée en volts [V], différence de potentiel entre les électrodes de la batterie. Dans le cas des cellules, elle dépend du système électrochimique de la cellule. Dans le cas des batteries composées de plusieurs cellules, elle dépend également du type de connexions électriques entre les différentes cellules (série, parallèle).

tension finale

Tension à laquelle le processus de décharge ou de charge de la batterie ou de l'accumulateur est terminé. Dans le cas des accumulateurs lithium, cela signifie la tension finale à laquelle la cellule est chargée en phase CV. Après avoir atteint et stabilisé cette tension, le chargeur doit terminer la charge.

tension de terminaison

Voir tension finale.

cellule électrochimique

La plus petite unité constituant la batterie - elle se compose d'une électrode positive et négative, d'un séparateur et d'un électrolyte. Elle stocke l'énergie électrique sous forme chimique. La capacité de la cellule dépend de sa taille, tandis que la tension de la cellule dépend du type électrochimique de la cellule. Toutes les cellules sont capables de convertir l'énergie chimique en énergie électrique, certaines (accumulateurs) - également de convertir l'énergie électrique qui leur est fournie en énergie chimique (charge).

capacité (C)

Valeur déterminant l'efficacité de la batterie/accumulateur. La seule méthode pour déterminer la capacité est de prélever toute la capacité stockée d'un accumulateur/batterie pleine (il est nécessaire de procéder à un processus de décharge). La capacité de la batterie est généralement mesurée en ampères-heures [Ah]. Une batterie d'une capacité de 1Ah peut fournir un courant d'une intensité de 1A pendant une heure, un courant d'une intensité de 0,5A pendant deux heures, etc. Le courant de charge/décharge pour les accumulateurs est souvent exprimé en multiples de C - par exemple, un courant de 0,1C pour un accumulateur d'une capacité de 1,4Ah (1400mAh) est de 140mA.

courant de terminaison de charge

Terme caractéristique pour les accumulateurs à base de lithium. Il détermine le courant de charge minimal avec lequel la cellule lithium est chargée après avoir atteint la tension finale en phase de charge à tension constante (CV).

résistance interne

Dans les batteries et accumulateurs, cela détermine la résistance propre de la cellule. Chaque accumulateur et batterie fonctionne dans une certaine mesure comme une résistance standard, où le courant qui les traverse provoque une chute de tension. Plus la batterie oppose de résistance, plus la chute de tension est importante et, par conséquent, moins de courant peut passer à travers elle pour l'appareil cible. Une batterie avec une résistance plus élevée génère une chute de tension plus élevée aux bornes lors de la décharge - conformément à la loi d'Ohm. L'augmentation de la résistance interne est un phénomène naturel d'exploitation des accumulateurs et batteries au fur et à mesure de leur utilisation. C'est un phénomène très négatif, car il conduit très souvent à une déconnexion prématurée et inattendue de l'appareil possédé. Les pertes d'énergie liées à la résistance interne de l'accumulateur sont dissipées sous forme de chaleur directement sur l'accumulateur et ses contacts. Une résistance interne élevée peut conduire à une surchauffe des accumulateurs et batteries dans des appareils exigeants - par exemple, des lampes de poche. Outre la capacité, c'est l'un des paramètres les plus importants et les plus significatifs déterminant l'efficacité de la batterie ou de l'accumulateur, dont l'existence n'est pas connue de tous. Il n'existe que quelques chargeurs éprouvés sur le marché capables de mesurer correctement et de fournir à l'utilisateur la valeur de la résistance - parmi ces chargeurs figurent everActive NC-3000 pour les accumulateurs Ni-MH et everActive LC-2100 pour les accumulateurs lithium-ion.

auto-décharge

Auto-décharge - c'est un phénomène qui se produit dans les batteries en raison des réactions chimiques qui s'y produisent sans connexion entre les pôles de la batterie. L'auto-décharge réduit la durée de vie de la batterie et fait qu'elle a une capacité de charge inférieure à celle qui était prévue lors du début de l'utilisation de la cellule.
La rapidité et l'intensité du processus d'auto-décharge dépendent du type de batterie ainsi que de facteurs tels que la température de fonctionnement et de stockage.
En général, les batteries lithium ont une capacité d'auto-décharge plus faible (environ 2-3% de la capacité totale /mois), tandis que les batteries à base de nickel sont plus sujettes à l'auto-décharge (nickel-cadmium Ni-Cd 15-20% de la capacité totale /mois, tandis que les nickel-hydrure Ni-MH 30% de la capacité totale/mois). Dans le cas des cellules fabriquées en technologie Ni-MH, les accumulateurs de nouvelle génération - par exemple, Eneloop, sont capables de maintenir une capacité utile pendant de nombreuses années.
Comme on peut le voir, ce processus a un impact très important sur l'efficacité d'utilisation de la batterie.
En supposant ce que nous savons, à savoir que l'auto-décharge est une réaction chimique, nous pouvons nous demander quels facteurs influencent exactement le processus en cours ?
L'auto-décharge est un processus chimique se produisant dans un circuit fermé et se produit généralement plus rapidement à des températures plus élevées. Le stockage des batteries à des températures plus basses réduit le taux d'auto-décharge et aide à conserver l'énergie initialement stockée dans la batterie.
Les causes plus spécifiques de ce phénomène n'ont pas encore été complètement comprises.

séparateur

Isolant électrique, séparant les électrodes à l'intérieur de la cellule électrochimique.

système électrochimique

Construction et composants chimiques entrant dans la composition de la cellule, déterminant ses paramètres.

durée de vie

Détermine la durabilité de l'accumulateur - généralement exprimée en cycles de travail. En général, la durée de vie dépend considérablement des conditions d'exploitation de l'accumulateur. Copyright © Baltrade