Piles, accumulateurs, chargeurs - glossaire

accumulateur

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

Ampère [A]

Unité de mesure de l’intensité d’un courant électrique.

ampères-heures [Ah]

Le produit du courant (mesuré en ampères) par la durée (en heures) pendant laquelle la batterie est capable de fournir du courant à cet ampérage. Les ampères-heures sont généralement la capacité des piles/accumulateurs - selon la définition, une batterie d’une capacité de 1Ah est capable de fournir un courant de 1A pendant une heure, un courant de 0,5A pendant deux heures, etc.

anode

Une électrode positive sur laquelle le processus d’oxydation a lieu dans une solution liquide - des anions (ions négatifs) sont libérés. Dans le cas des batteries rechargeables, en fonction de la direction du flux de courant (processus de charge ou de décharge), chacune des deux électrodes peut agir comme une anode, respectivement. L’électrode négative est l’anode lors de la décharge.

pile

Dans le langage courant, il s’agit d’une ou plusieurs cellules galvaniques (électrochimiques) connectées électriquement (en série, en parallèle), permettant de connecter d’autres appareils électriques à celles-ci.

Pile alcaline

Une pile dans laquelle une solution alcaline (alcaline) est utilisée comme électrolyte. L’électrolyte le plus populaire de ce type est l’hydroxyde de potassium. Ces piles ne contiennent ni mercure ni cadmium.

Batterie primaire

Une batterie qui ne peut être utilisée qu’une seule fois. Il est impossible de le soumettre au processus de charge afin d’inverser les réactions chimiques par lesquelles l’électricité a été obtenue à partir de lui. Des exemples de piles primaires sont les piles zinc-carbone et alcalines. L’opposé d’une batterie primaire sont les batteries rechargeables (batteries secondaires), dans lesquelles les processus chimiques qui se produisent lors de la décharge (utilisation) de la batterie sont réversibles.

Batterie secondaire

Voir batterie

CC/CV

CC - courant constant, CV - tension constante - termes décrivant les phases de base de la charge des batteries au lithium. Pour une batterie Li-ion 3,7 V typique, la charge commence par une phase de charge CC constante. La batterie est chargée avec un courant constant jusqu’à ce que la tension finale soit atteinte - généralement 4,20 V. Lorsque la tension finale est atteinte, le courant commence à diminuer et le processus de charge entre dans la phase CV - charge à tension constante. La charge se termine lorsque le courant tombe à une certaine valeur (généralement 50-150 mA). Le courant auquel la charge se termine est appelé courant de terminaison.

Facteurs externes

Les facteurs qui peuvent affecter les performances et la durée de vie de la batterie - tels que la température, l’humidité, les vibrations, les chocs, etc.

cycle

Dans les batteries, une seule séquence de processus de charge et de décharge (utilisation) d’une batterie.

Temps de stockage

Le temps pendant lequel la batterie peut être stockée sans perte irréversible de ses propriétés. La durée de ce temps dépend de la rapidité avec laquelle les processus d’autodécharge se produisent dans la batterie.

effet mémoire

Un phénomène très controversé qui se produirait dans certains types de batteries (par exemple, le nickel-cadmium). Il s’agirait d’une diminution de la capacité de la batterie dans le cas où son cycle de service a été terminé avec une décharge incomplète.

électrode positive

Une électrode qui accepte les électrons pendant le processus de décharge (utilisation) de la batterie.

électrode négative

Une électrode qui fournit des électrons pendant le processus de décharge (utilisation) de la batterie.

énergie

À côté de la capacité, c’est une valeur qui détermine les performances de la batterie. Afin de le mesurer, il est nécessaire de prendre toute l’énergie stockée d’une batterie/batterie pleine (il est nécessaire d’effectuer le processus de décharge). L’énergie stockée dans la batterie est généralement mesurée en wattheures [Wh]. Batterie avec de l’énergiegii 1Wh est capable de 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 les performances d’une batterie donnée, car elle prend en compte la valeur de tension de l’ensemble de la forme d’onde de décharge.

électrolyte

Substance qui permet aux ions de se déplacer à l’intérieur d’une cellule électrochimique. densité d’énergie Quantité caractéristique d’un système électrochimique donné, mesurée en [Wh/m3]. Il détermine la quantité d’énergie qu’une batterie est capable de stocker par unité de volume.

cathode

L’électrode négative sur laquelle se déroulent les processus de réduction, c’est-à-dire les cations (ions chargés positivement), accepte des électrons (charges négatives). Dans les batteries, chacune des électrodes peut fonctionner comme une cathode, en fonction de la direction du courant. L’électrode positive est la cathode pendant le fonctionnement normal de la batterie (décharge).

Chargement

Procédé dans lequel l’électricité fournie de l’extérieur est convertie en énergie chimique stockée dans une batterie.

Charge d’entretien

Le processus auquel la plupart des chargeurs soumettent les batteries lorsqu’elles ont fini de se charger à pleine capacité, contrecarrant la tendance naturelle de la batterie à s’autodécharger. Dans le cas des batteries rechargeables populaires (Ni-Cd, Ni-MH), il se charge avec un courant très faible.

chargeur

Un appareil qui fournit de l’électricité aux batteries dans le processus de charge.

milliwattheures [mWh], wattheures [Wh]

Unités qui déterminent l’énergie électrique qu’une pile ou un accumulateur donné est capable d’accumuler. Contrairement à une unité de capacité exprimée en milliampères-heures/ampères-heures, la valeur énergétique prend en compte la répartition de la tension de sortie d’une batterie donnée, de sorte que les valeurs énergétiques peuvent être comparées entre chaque source d’alimentation.

tension

Mesurée en volts [V], la différence de potentiel entre les électrodes de la batterie. Dans le cas des cellules, cela dépend du système électrochimique de la cellule. Dans le cas de batteries composées de plusieurs cellules, également sur le type de connexions électriques entre les cellules individuelles (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 batteries au lithium, il s’agit de la tension finale à laquelle la cellule est chargée dans la phase CV. Une fois cette tension atteinte et stabilisée, le chargeur doit arrêter de se charger.

Tension de terminaison

Voir Tension finale.

Cellule électrochimique

La plus petite unité incluse dans une batterie se compose d’une électrode positive et négative, d’un séparateur et d’un électrolyte. Il stocke l’électricité sous forme chimique. La capacité d’une 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 électricité, certaines (batteries) sont également capables de convertir l’énergie électrique qui leur est fournie en énergie chimique (charge).

Capacité (C)

Valeur indiquant les performances de la batterie/accumulateur. La seule méthode pour déterminer la capacité consiste à prendre toute la capacité stockée d’une batterie/batterie pleine (un processus de décharge est nécessaire). La capacité de la batterie est généralement mesurée en ampères-heures [Ah]. Une batterie de 1Ah est capable de fournir 1A pendant une heure, 0,5A pendant deux heures, etc. Le courant de charge/décharge des batteries est souvent exprimé en multiples de C - par exemple, le courant de 0,1C pour une batterie d’une capacité de 1,4 Ah (1400 mAh) est de 140 mA.

Courant de terminaison de charge

Terme caractéristique des batteries au lithium. Spécifie le courant de charge minimum auquel la pile au lithium est chargée lorsqu’elle atteint sa tension finale dans la phase de charge à tension constante (CV).

résistance interne

Dans les piles et les accumulateurs, il détermine la résistance de la pile. Chaque batterie rechargeable fonctionne dans une certaine mesure comme une résistance standardK-résistance, où le courant qui les traverse provoque la chute de tension. Plus la batterie est grande, plus la chute de tension qu’elle provoque est importante et, par conséquent, moins de courant peut la traverser pour l’appareil cible. Une batterie avec une résistance plus élevée génère une chute de tension plus élevée aux bornes lors de la décharge - selon la loi de base d’Ohm. Une augmentation de la résistance interne est un phénomène naturel de l’usure des batteries et des batteries. Il s’agit d’un phénomène très négatif, car il conduit très souvent à un arrêt prématuré et inattendu de l’appareil. Les pertes d’énergie liées à la résistance interne de la batterie sont dissipées sous forme de chaleur directement sur la batterie et ses contacts. Une résistance interne élevée peut entraîner une surchauffe des batteries dans les appareils exigeants, par exemple les flashes. Après la capacité, c’est l’un des paramètres les plus importants et les plus importants déterminant les performances d’une pile ou d’un accumulateur, dont tout le monde n’est pas conscient. Il n’y a que quelques chargeurs éprouvés sur le marché qui sont capables de mesurer correctement et de fournir à l’utilisateur la valeur de résistance - ces chargeurs incluent everActive NC-3000 pour les batteries Ni-MH et everActive LC-2100 pour les batteries lithium-ion.

Autodécharge

Autodécharge - il s’agit d’un phénomène qui se produit dans les batteries à la suite de réactions chimiques qui s’y déroulent sans connexion entre les pôles de la batterie. L’autodécharge réduit la durée de conservation des batteries et leur confère une capacité de charge inférieure à celle supposée lors de l’utilisation de la pile.
La vitesse et la rapidité du processus d’autodécharge dépendent du type de batterie et de facteurs tels que la température de fonctionnement et de stockage.
En règle générale, les batteries au lithium ont une capacité d’autodécharge plus faible (environ 2 à 3 % de la capacité totale/mois), tandis que les batteries à base de nickel sont plus sujettes à l’autodécharge (nickel-cadmium Ni-Cd 15 à 20 % de la capacité totale/mois, et nickel-hydrure métallique Ni-MH 30 % de la capacité totale/mois). Dans le cas des cellules fabriquées avec la technologie Ni-MH, l’exception concerne les batteries de nouvelle génération - par exemple Eneloop, qui sont capables de maintenir une capacité utile pendant de nombreuses années.
Comme vous pouvez le constater, ce processus a un impact très important sur la facilité d’utilisation de la batterie.
En supposant ce que nous savons, à savoir que l’autodécharge est une réaction chimique, nous pouvons nous poser la question suivante : quels sont exactement les facteurs qui affectent le processus ?
L’autodécharge est un processus chimique qui se produit en boucle fermée et qui se produit généralement plus rapidement à des températures plus élevées. Le stockage de la batterie à des températures plus basses réduit le taux d’autodécharge et aide à préserver l’énergie initiale stockée dans la batterie.
Les causes plus détaillées du phénomène n’ont pas encore été complètement comprises.

séparateur

Isolant électrique qui sépare les électrodes à l’intérieur d’une cellule électrochimique.

Système électrochimique

La structure et les composants chimiques de la cellule, qui déterminent ses paramètres.

vitalité

Il détermine la durabilité de la batterie - il est généralement donné en cycles de travail. En général, la durée de vie dépend dans une large mesure des conditions de fonctionnement de la batterie. Droits d’auteur © Baltrade