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Les piles lithium-ion rechargeables ont fait leur apparition sur le marché il y a deux décennies et elles dominent aujourd'hui le marché en tant que premier choix en matière d'alimentation portable. G.N. Lewis a été le premier à travailler sur ces batteries dès 1912 afin de surmonter l'instabilité inhérente au lithium métal hautement réactif. La batterie lithium-ion présente plusieurs avantages - tels que la durabilité et le respect de l'environnement - bien qu'elle présente son lot d'inconvénients.
Poids léger
La haute densité énergétique de la batterie lithium-ion constitue peut-être son principal avantage par rapport aux autres piles rechargeables. En poids et en volume, il l'emporte sur la concurrence en stockant jusqu'à 150 wattheures d'énergie par kilo. Les batteries nickel-hydrure métallique (NiMH), en revanche, ne stockent que 60 à 70 watts-heure par kilogramme, avec un pic relativement bas de 100. Les batteries au plomb-acide s'en sortent encore plus mal, avec une capacité de stockage de 25 watts-heure par kilogramme - a un sixième de la capacité de la batterie lithium-ion. En ce qui concerne la densité énergétique, la batterie lithium-ion est indiscutablement le champion livre à livre.
Faible taux d'autodécharge
Alors qu'une batterie NiMH ou au nickel-cadmium (NiCd) perd jusqu'à 20% de sa charge en un mois, une batterie lithium-ion perd environ 5%, ce qui en fait le choix idéal pour les voyageurs munis d'équipements électroniques. Un stockage prolongé nécessite toutefois que la batterie lithium-ion maintienne au moins 40% de sa charge; le stockage d’une batterie complètement déchargée réduit considérablement sa durée de vie. Des températures de stockage aussi basses que -4 degrés Fahrenheit fonctionnent mieux pendant des périodes prolongées, bien que les nouveaux packs de batteries lithium-ion fonctionnent bien après un stockage prolongé à la température ambiante.
Frais
Le coût d'une batterie lithium-ion moyenne dépasse souvent celui des batteries NiMH et NiCd de la même capacité. Pour un fonctionnement en toute sécurité, les fabricants équipent les batteries lithium-ion d’un circuit de protection qui limite la tension de la cellule pendant la charge et la décharge dans une plage de sécurité spécifiée. La complexité de la fabrication de ce circuit se traduit par un coût supplémentaire. Cependant, malgré les coûts initiaux plus élevés, la puissance de la batterie lithium-ion au fil du temps la rend finalement plus économique que d’autres batteries rechargeables et jetables. La durée de vie d’une batterie lithium-ion typique s’étend sur deux à trois ans environ.
Spécifique à la taille et au chargeur
Il n’existe actuellement aucune batterie lithium-ion universelle; les fabricants les conçoivent pour s’adapter à des appareils spécifiques. Contrairement aux batteries NiMH et NiCd, les batteries lithium-ion ne sont pas disponibles dans des tailles de cellules standard telles que AA, C et D. En outre, lorsqu’une décharge complète ou une surcharge endommage ou raccourcit la durée de vie d’une batterie au lithium-ion, leurs chargeurs avec des circuits sophistiqués et sont donc plus chers.