Excellent test de batterie 9V, comparaison des technologies : alcaline vs Ni-MH vs Li-ion, quelle est la meilleure ?

Présentation du produit, objectif du test

Pour les tests, nous avons choisi des batteries et des batteries bien connues, éprouvées et appréciées pour leur qualité de batteries rechargeables 9V. Ils ont été fabriqués dans diverses technologies. Nous espérons que les résultats vous permettront de choisir la bonne solution pour votre appareil.
Quelle batterie, avec quelle chimie dure le plus longtemps ? Lequel dégage le plus d’énergie ? Une pile alcaline offre-t-elle une tension plus élevée que les piles rechargeables ? Vous trouverez la réponse à tout cela dans notre test.

En comparant les données techniques brutes, vous pouvez avoir l’impression qu’une pile alcaline est supérieure aux piles rechargeables d’une capacité plus élevée et d’une tension nominale plus élevée, de sorte qu’elle devrait durer le plus longtemps et de la manière la plus fiable - en êtes-vous sûr ?

Procédure d’essai

Nous avons utilisé 4 pièces pour les tests. de piles alcalines et une de chaque pile rechargeable. Les batteries avant les tests étaient formées par 3 fois une charge et une décharge complètes.
Les tests ont consisté en une décharge à température ambiante avec des courants : 50 mA, 100 mA, 200 mA et 500 mA. L’incertitude de mesure dans notre test était de 2 %.
Sur la base des mesures enregistrées, la capacité [mAh], l’énergie [mWh], la résistance interne [mOhm] de toutes les cellules ont été calculées.
Comme seuil de décharge totale, nous fixons la valeur de 4V - c’est la tension limite à laquelle de nombreux multimètres refusent de fonctionner, etc.

Essai n° 1 - Décharge de 50 mA

Un courant de 50 mA est une valeur modérée pour une batterie de 9 V. De nombreux dispositifs à impulsion nécessitent des valeurs plus élevées, mais dans de nombreuses applications (la plupart des multimètres électroniques), le besoin est beaucoup plus faible. Nous avons décidé qu’il s’agissait d’un bon point de départ pour d’autres tests plus exigeants.

Pour commencer, les résultats bruts - nous vous rappelons que le seuil de décharge limite atteignait une tension de 4,0 V.

Capacité:
1. Pile alcaline : 598mAh
2. Batterie Li-ion : 530mAh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 316mAh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 196mAh

Énergie:
1. Pile alcaline : 4331mWh
2. Batterie Li-ion : 3946mWh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 2731mWh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 1719mWh

Notez que bien que la pile alcaline gagne définitivement dans le test de capacité, elle n’est pas si convaincante si l’on tient compte de l’énergie mWh accumulée.
La capacité mAh est une unité qui ne doit être comparée que pour des cellules ayant exactement la même tension de sortie, fabriquées dans la même technologie - sa valeur n’est pas affectée par la tension de la batterie pendant le fonctionnement. Les performances réelles de la batterie sont beaucoup plus précisément déterminées par l’énergie exprimée en mWh - sa valeur prend en compte la tension de sortie d’une batterie donnée pendant le fonctionnement.

Moyenne tension :
1. Batterie Ni-MH 175 rechargeable : 8,75 V
2. Ni-MH 280 rechargeable : 8,64 V
3. Batterie Li-ion : 7,43 V
4. Pile alcaline : 7,24 V

Il s’avère que la pile alcaline avec la tension nominale déclarée la plus élevée de 9V offre en fait une tension de sortie similaire à celle d’une pile Li-ion 7,4V. 
Les batteries rechargeables Ni-MH 8,4 V offrent de loin la tension de sortie la plus élevée.

En fin de compte, dans des conditions de décharge de 50mA, jusqu’au niveau de 4,0V, la pile alcaline gagne, mais si notre appareil nécessitait une tension supérieure à 7,0V pour fonctionner, la pile alcaline perdrait face à la batterie Li-ion, ne gagnant que légèrement avec la batterie Ni-MH 280. Vous trouverez ci-dessous des graphiques présentant la dépendance des valeurs obtenues de capacité et d’énergie sur la tension.

PS. Les curieux souligneront que la pile alcaline est la seule qui n’a pas atteint sa capacité déclarée dans ce test - cela est dû au fait que le courant de décharge de 50 mA est encore trop élevé pour répondre à cette condition. La pile alcaline Varta atteint sa capacité déclarée sous une charge de 620 Ohms, ce qui peut être comparé à un courant de décharge d’environ 10 mA. Plus la charge est élevée, plus la capacité utilisable de la pile alcaline diminue nettement, ce qui sera démontré par des tests ultérieurs.

Essai n° 2 - Décharge de 100 mA

Un courant de décharge de 100 mA  est encore assez modéré lorsqu’il s’agit de batteries 9V. Une telle consommation est caractéristique de certains thermomètres sans contact, de certains jouets, etc. 

Capacité:
1. Pile alcaline : 538mAh
2. Batterie Li-ion : 528mAh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 293mAh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 186mAh

Énergie:
1. Batterie Li-ion : 3912mWh
2. Pile alcaline : 3782mWh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 2508mWh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 1601mWh

Moyenne tension :
1. Batterie rechargeable Ni-MH 175 : 8,59 V
2. Ni-MH 280 rechargeable : 8,56 V
3. Batterie Li-ion : 7,40V
4. Pile alcaline : 7,03 V

Une charge de 100 mA signifie une diminution significative de la capacité obtenue par les piles alcalines et une perte encore plus importante de l’énergie stockée. Toutes les batteries, en revanche, offrent des paramètres très stables, similaires à ceux à 50 mA.
Il est difficile de considérer une pile alcaline comme gagnante dans des conditions de décharge de 100 mA.
Lorsqu’elle est déchargée à 7,0 V, la pile alcaline se perd nettement, même avec une pile Ni-MH de 280 mAh (en raison de la puissance de sortie inférieure).

Vous trouverez ci-dessous des graphiques présentant la dépendance des valeurs obtenues de capacité et d’énergie sur la tension.

Essai n° 3 - Décharge de 200 mA

Un courant de décharge de 200 mA est déjà des conditions assez exigeantes pour une batterie 9V. Cependant, il existe encore des appareils en service qui ont des besoins énergétiques temporaires encore plus élevés, par exemple des accessoires de paintball, etc.

Capacité:
1. Batterie Li-ion : 526mAh
2. Pile alcaline : 465mAh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 288mAh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 186mAh

Énergie:
1. Batterie Li-ion : 3854mWh
2. Pile alcaline : 3158mWh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 2399 mWh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 1543mWh

Moyenne tension :
1. Ni-MH 280 rechargeable : 8,34 V
2. Batterie Ni-MH 175 rechargeable : 8,30 V
3. Batterie Li-ion : 7,33 V
4. Pile alcaline : 6,75V

Une charge de 200 mA est une diminution supplémentaire de la capacité et de l’énergie accumulée dans une pile alcaline. Toutes les batteries sont encore très stables. Il convient de noter que les batteries Ni-MH ont clairement la tension de sortie la plus élevée de tout le domaine.

Vous trouverez ci-dessous des graphiques présentant la dépendance des valeurs obtenues de capacité et d’énergie sur la tension.

Le gagnant dans des conditions de décharge de 200 mA est la batterie Li-ion everActive.

Lorsqu’elle est déchargée à 7,0 V, la pile alcaline se perd même au niveau de la pile Ni-MH de 175 mAh la moins volumineuse.

Essai n° 4 - Décharge de courant de 500 mA

Un courant de décharge de 500 mA est une valeur de charge rare dans les applications typiques. Cependant, le test montre ce que les utilisateurs peuvent attendre des appareils les plus exigeants en énergie.

Capacité:
1. Batterie Li-ion : 507mAh
2. Pile alcaline : 378mAh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 278mAh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 182mAh

Énergie:
1. Batterie Li-ion : 3626mWh
2. Pile alcaline : 2326mWh
3. Ni-MH 280 rechargeable : 2185mWh
4. Ni-MH 175 rechargeable : 1417mWh

Moyenne tension :
1. Ni-MH 280 rechargeable : 7,87 V
2. Batterie Ni-MH 175 rechargeable : 7,79 V
3. Batterie Li-ion : 7,15V
4. Pile alcaline : 6.15V

Une charge de 500 mA est clairement trop importante pour une pile alcaline typique. Toutes les batteries restent très stables. 

Vous trouverez ci-dessous des graphiques présentant la dépendance des valeurs obtenues de capacité et d’énergie sur la tension.

Le gagnant dans des conditions de décharge de 500 mA reste la batterie Li-ion everActive.

Une pile alcaline dans un test d’utilité, lorsqu’elle est déchargée à 7,0 V, serait clairement la pire.

Test et résultats de la mesure de la résistance interne

Moins = Mieux
Plus la résistance est faible, plus la chute de tension sur la batterie pendant le fonctionnement est faible, ce qui se traduit par une efficacité de courant plus élevée (puissance de sortie plus élevée).

Résultats:
1. Batterie Li-ion : 0,3 Ohm
2. Batterie Ni-MH 280 rechargeable : 0,87 ohms
3. Batterie Ni-MH 175 rechargeable : 1,48 ohms
4. Pile alcaline : 2,03 Ohm

De loin, le pire résultat de la pile alcaline était prévisible sur la base des tests de performance précédents. 
Le grand gagnant - la batterie Li-ion.

Pourquoi une telle différence de tension de fonctionnement entre les batteries Ni-MH et d’autres cellules de même taille ?

La pile alcaline, malgré sa tension nominale de 9V, offre les niveaux de tension de sortie les plus bas de tout le test.
Pourquoi?

1. Pour les piles alcalines, la tension nominale est la tension de démarrage d’une pile neuve, tandis que pour les piles rechargeables, il s’agit de la tension moyenne pendant le fonctionnement. Nous en avons parlé dans l’article : Différences entre les piles alcalines et les piles rechargeables Ni-MH.
2. Dans le cas d’une pile 9V, la différence est également due à la conception de la batterie elle-même. Une pile Ni-MH 1,2 V typique a une tension de fonctionnement similaire à celle d’une pile alcaline 1,5 V. D’autre part, une pile Li-ion 3,7 V typique a une tension de fonctionnement similaire à celle de 3 piles Ni-MH connectées en série ou de 3 piles alcalines 1,5 V.
   Dans une pile alcaline 9V, nous avons 6 cellules 1,5V connectées en série, ce qui donne une tension de 9V. Dans les piles Ni-MH, nous avons généralement une cellule supplémentaire - 7 cellules de 1,2 V donnent une tension de 8,4 V - en pratique, une telle pile correspondrait à une pile alcaline avec une tension nominale de 10-10,5 V.
   Une batterie Li-ion 9V, quant à elle, se compose de deux cellules 3,7V connectées en série - ce qui correspond à 6 piles alcalines 1,5V - c’est pourquoi la batterie Li-ion présente les caractéristiques les plus similaires à celles d’une batterie jetable.
   

Vainqueur du test

Le vainqueur incontesté de l’ensemble du test, en tenant compte de tous les résultats partiels, est la batterie Lithium Li-ion everActive Professional+ d’une capacité de 500 mAh. 
Il offre la plus haute compatibilité avec une pile alcaline jetable tout en offrant des durées de fonctionnement constantes et ultra-longues, quelle que soit l’application. Maintient une tension stable et élevée même sous des charges élevées. Il a la résistance interne la plus faible de toutes les batteries testées.

L’inconvénient est le coût d’achat relativement élevé. N’oubliez pas cependant qu’en plus de la très grande capacité, cette batterie dispose d’un chargeur intégré - un connecteur micro USB (elle ne nécessite pas l’achat d’un chargeur de batterie dédié). Cette batterie est la seule de cette liste qui dispose également d’une protection électronique contre les décharges extrêmes, les surcharges, ainsi que les courts-circuits.

À qui s’adressent les autres piles 9V et piles alcalines ?

Les batteries Ni-MH, en raison de leur tension de sortie plus élevée, fonctionnent très bien dans les appareils qui nécessitent une tension accrue pour fonctionner. Leur faible résistance interne leur confère un avantage par rapport aux piles alcalines, même dans les appareils à forte consommation de courant.

Les piles alcalines fonctionnent mieux avec des appareils peu exigeants, en particulier lorsqu’elles durent plusieurs mois entre deux remplacements.

Auteur : Michał Seredziński
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