Piles et batteries

Les piles primaires (non rechargeables)

 

Les piles dites primaires, non-rechargeables, sont les plus vendues. Elles fournissent une quantité d’énergie et de puissance sur une longue durée. De ce fait, elles sont adaptées pour des appareils d’utilisation occasionnelle.

Il en existe 5 grandes familles :

  • Les piles salines : Fabriquées depuis plus de 140 ans, elles sont constituées d’une de zinc et d’une cathode de bioxyde de manganèse. Elles sont peu coûteuses mais ont une performance limitée.

  • Les piles alcalines : Elles utilisent le même couple de métaux que les piles salines, mais diffèrent principalement par l’électrolyte alcalin et l’architecture interne. Elle est particulièrement adaptée pour les appareils utilisés régulièrement et exigeant des performances continues comme les jouets, les rasoirs, les téléphones sans fil. C’est la pile la plus vendue aujourd’hui avec plus de 60% des ventes.
  • La pile zinc /airComme son nom l’indique, elle fonctionne avec de l’air qui oxyde le zinc. Elle est presque exclusivement utilisée pour alimenter les appareils auditifs.
  • La pile à oxyde d’argent est une technologie utilisée uniquement pour les formats bouton.
  • Les piles au lithium : Le lithium est un métal particulièrement performant qui donne à piles des tensions élevées. Ces piles possèdent aussi une très bonne durée de conservation (plus de 10 ans) et fonctionnent à des températures extrêmes. Elles sont utilisées pour alimenter les consoles de jeux, les GPS, les appareils photos…

Les batteries

Les batteries, fonctionnent comme des piles classiques : elles se déchargent pour produire de l’énergie électrique, épuisant les réactifs. Mais on peut faire passer le courant en sens inverse avec une source extérieure d’électricité et ainsi les recharger. Les batteries fournissent de l’énergie à répétition, mais leur durée est plus courte. Elles sont donc performantes pour alimenter des appareils utilisés tous les jours et nécessitant une puissance importante. C’est-à-dire une forte quantité d’énergie sur un intervalle de temps court.

Il en existe 4 grandes familles :

  • Les batteries au plomb : Très utilisés pour le démarrage des voitures, il en existe aussi de petite taille pour les tondeuses, les onduleurs ou certaines applications spécifiques comme les blocs de secours.

  • Les batteries Nickel-Cadmium (NiCd) : Leur principe de fonctionnement est l’échange d’un atome d’oxygène entre un oxyde de nickel et du cadmium pendant la décharge, puis reconstitution de l’oxyde de nickel et régénération du cadmium pendant la recharge. Le cadmium étant dangereux pour l’homme, cette technologie ne sera définitivement plus distribuée à partir de 2017.

  • Les batteries Nickel-Métal Hydrure (NiMH) : Le nickel métal-hydrure possède plus ou moins mêmes propriétés que le nickel-cadmium. Les éléments étanches sont utilisés notamment pour les « piles rechargeables ». Les éléments ouverts (niveau d’électrolyte ajustable) sont utilisés dans des applications de traction et de secours dans les transports en commun (tramway, train) et véhicules industriels, dans le secours stationnaire ainsi que dans les applications photovoltaïques.

  • Les batteries Lithium-ion (Li-ion) et Lithium-Polymère (Li-Po): Parmi ses remarquables : la durée de vie (plus de 20 ans à température ambiante), la faible autodécharge (moins de 5 % par an), le fonctionnement entre -30 et + 60 °C, et la possibilité de connaître l’état de charge grâce à la mesure de la tension. Actuellement utilisées dans l’informatique (PC portables), la téléphonie ou l’outillage portatif, d’importants travaux de recherches sont motivés par l’utilisation de ce type de batterie pour l’alimentation des véhicules à assistance électrique (2 roues) ou motorisation électrique (2 et 4 roues).