Technologie : les différents types de batteries

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Le 13 Mai 2016 à 18:59
Polymère, Lithium-Ion, Plomb Cadminium, alcaline, saline, Graphène et tout ce qu'il faut savoir sur les piles batteries accumulateurs avant un achat.

Pour les voitures thermiques, la batterie au plomb

Les voitures thermiques sont pour l'écrasante majorité équipées de batteries au plomb. Ces batteries emagasinent de l'énergie électrique est sont capables de la restituer par procédé électrochimique.

Il n'y a pas si longtemps, les batteries auto demandaient de l'entretien, avec le nettoyage des cosses et une mise à niveau des liquides. Aujourd'hui les cosses sont traitées contre le sulfatage et l'intérieur est équipé de plomb-calcium pour éviter toute mise à niveau.

La batterie au plomb dispose d'un des plus faible niveau d'énergie pa rapport à sa masse volumique. Cependant l'intensite de crête (=maximale) qu'elle peut délivrer est tout à fait intéressante.

Ce qu'il faut retenir, c'est qu'il faut éviter les décharges complètes, et que si jamais cela arrivait (grand froid, plafonnier qui reste allumé plusieur jours, feu de croisement oubliés), surtout effectuer une recharge avec un chargeur de batterie avant les 48h car après cela la seule manière de la rendre fonctionnelle sera de lui appliquer un courant électrique précis pour recréer une un sulfatation (ions de souffre qui entrent en contact avec les plaques pour dissoudre le sulfate de plomb qui recouvrent ces plaques.

D'autres usages possibles

Les batteries peuvent être utilisées pour stocker de l'énergie solaire, éolien, ou pour équiper du matériel roulant comme dans les trains.

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Accumulateur Lithium

Utilisé avec succès, les accumulateurs au Lithium ont le meilleur rapport énergie stockée par masse volumique. Il en existe plusieurs sortes :

  • Lithium-métal (le moins cher, le moins toxique et le moins puissant),
  • Lithium-Ion (cher, très bonne capacité de stockage, pas d'effet de mémoire, faible déchargement, dispositif de protection, limité à de petites tailles),
  • Lithium-Polymère (le plus performant, le plus cher, moins stables, et moins durable en nombre de cycle de vie).

Depuis 2007 on retrouve les batteries Lithium-Polymère dans les avions, bateaux, voitures, drones, scooters et aussi vélos à assistance électrique.

Piles alcalines ou salines ?

On trouve plusieurs formats de piles : "AAA", "AA", "C", "sub-C" et "D.
A l'intérieur, i
l existe deux types de piles :

  • Les piles alcalines correspondent à des accumulateurs avec électrodes plongées dans un mélange alcalin (hydroxyde de potassium).
  • Les piles salines (chlorure de zinc, chlorure de d'ammonium) sont similaires.

Les alcalines peuvent délivrer plus d'intensité et durer plus longtemps. Bon à savoir, les piles alcalines peuvent être régénérées une 10aine de fois si elles sont en bon état et qu'on leur applique un courant précis.

Nanotechnologie, silicone et graphène

Initiées dans les années 70, les batteries Lithium-Ion sont industrialisées dans les années 90.
Cependant les électrodes en graphite sont soumis à des contraintes de dilatation/rétractation.

Depuis 2004, les nanosciences permettent d'utiliser des électrodes en silicium, moins sensibles mécaniquement. Ce semi-conducteur doit être recouvert d'une couche conductrice. C'est là qu'entre en jeu les nanoparticules avec le graphène. Ce dernier n'est autre qu'un graphite présent en feuille d'épaisseur atomique.
Cette nouvelle configuration à base de carbone est plus écologique (son prix n'est pas fixé sur le cours d'un matériaux) et aussi plus performante. En effet, la "batterie" délivre plus de courant, pendant plus longtemps, elle met moins de temps à charger et elle occupe un plus petit volume.

La construction en couches minces peut même laisser présager de loger des supercondensateurs au graphène dans en feuilles à l'intérieur des carrosseries automobiles par exemple, et que dans quelques années le temps de rendre la technologie commercialisable, l'on disposera d'un maximum de puissance (rechargeable rapidement, ce qui est un autre atout pour l'usage automobile) et d'une autonomie de 500 km pour une voiture par exemple.