Avantages et inconvénients des batteries au lith

Ces dernières années, la batterie lithium-ion est devenue la technologie de référence. Comment fonctionne-t-elle ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients ? Existe-t-il des alternatives plus écologiques ? Découvrez tout ce que vous devez savoir à son sujet.

Comment fonctionne une batterie lithium-ion

Lorsqu’elle arrive sur le marché en 1991, la batterie lithium-ion se destine d’abord au secteur de l’électronique grand public : téléphones, ordinateurs… Mais rapidement, elle s’impose auprès de tous les appareils ayant besoin d’une batterie rechargeable et portable, dont la voiture électrique.

Les batteries sont des équipements qui transforment l’énergie chimique en énergie électrique. Elles la stockent, l’accumulent puis la restituent.

Dans une batterie lithium-ion, les électrons circulent en créant une différence de potentiel entre deux électrodes (une positive et une négative), plongées dans un liquide conducteur ionique.

Quand la batterie alimente un appareil, les électrons accumulés dans l’électrode négative sont libérés pour rejoindre l’électrode positive : c’est ce que l’on appelle la phase de décharge. Lorsque votre batterie est en charge, c’est l’inverse qui se produit : l’énergie transmise par le chargeur permet aux électrons de revenir vers l’électrode négative.

Les avantages de la batterie lithium

Les batteries lithium-ion font partie des technologies de stockage d’énergie les plus avancées. C’est pourquoi elles sont utilisées dans tous les types d’appareils électriques, des smartphones aux chariots élévateurs électriques en passant par les outils sans fil et les voitures électriques. Elles offrent ici de nombreux avantages :

Large éventail d’applications : du smartphone à la voiture électrique, les batteries Li-ion peuvent être installées dans presque tous les appareils électroniques.

Longue durée de vie : jusqu’à 3000 cycles de charge sont possibles si les batteries Li-ion sont utilisées correctement.

Grande intensité de courant : une grande quantité d’énergie est nécessaire pour l’utilisation d’appareils tels que les perceuses sans fil ou les véhicules électriques. Les batteries au lithium fonctionnent ici de manière très avantageuse, car elles peuvent fournir des intensités de courant particulièrement élevées. Elles peuvent ainsi fournir suffisamment d’énergie, même pour des opérations gourmandes en énergie.

Haute densité énergétique : un autre avantage des batteries lithium-ion est leur haute densité énergétique : il est ainsi possible de stocker trois à quatre fois plus d’énergie dans un accumulateur Li-ion que dans un accumulateur nickel-cadmium (NiCd) de même taille. Cela rend ces batteries particulièrement intéressantes pour une utilisation dans des appareils mobiles qui, malgré leur petite taille, doivent garantir une durée d’utilisation élevée.

Faible autodécharge : Contrairement aux batteries plomb-acide traditionnelles, l’autodécharge des batteries lithium-ion est très faible : la perte de capacité des batteries n’est que de 1 à 2 % par mois. En stockant correctement les batteries au lithium, il est possible de la maintenir constamment à un faible niveau, même lorsqu’elles ne sont pas utilisées.

Pas d’effet de mémoire : l’effet de mémoire présent dans les batteries NiCd traditionnelles entraîne une perte de performance des batteries au fil du temps. Les batteries modernes au lithium-ion fonctionnent sans effet de mémoire, de sorte que la capacité des batteries reste constante.

Pas de décharge profonde : une technique de commande intégrée empêche habituellement la décharge profonde des batteries Li-ion.

Des recharges intermédiaires sont possibles : un autre avantage des batteries lithium-ion est qu’elles peuvent être rechargées à tout moment, même si la batterie n’est pas encore vide. Dans ce cas, la charge intermédiaire peut être complète ou partielle, sans que cela n’endommage la batterie

Désavantages des batteries lithium-ion

Malgré leur technologie avancée, les batteries au lithium présentent également quelques inconvénients. Bien que nombre de ces inconvénients aient déjà pu être éliminés ou du moins améliorés par le passé grâce à des adaptations techniques, certains des « côtés obscurs » des batteries lithium-ion sont toujours d’actualité.

Risque d’incendie : le lithium est très réactif – les batteries endommagées peuvent surchauffer et présenter un risque d’incendie.

Sensibilité à la température : de nombreuses piles au lithium sont sensibles aux températures basses, inférieures à +5 degrés, et aux températures élevées, supérieures à +35 degrés Celsius. Évitez les températures trop élevées ou trop basses !

Faible impact sur l’environnement lors de l’extraction des matières premières : l’extraction des matières premières utilisées comme le cobalt, l’aluminium et le lithium est nuisible à l’environnement : elle entraîne une forte consommation d’eau, des pollutions par des substances toxiques et des atteintes profondes aux paysages et aux écosystèmes. Dans de nombreuses régions d’extraction, les travaux se déroulent en outre dans des conditions d’exploitation. Des travaux sont en cours pour optimiser les méthodes d’extraction.

Élimination et recyclage : les composants hautement réactifs des batteries font de cette technologie un déchet spécial qui doit être éliminé en conséquence. Il n’existe actuellement aucun procédé de recyclage établi permettant de récupérer toutes les matières premières contenues avec un minimum de substances nocives et une qualité élevée.

La bonne utilisation des batteries au lithium-ion

Le lithium contenu dans l’accumulateur est très réactif. En cas de batteries défectueuses, l’eau qui s’infiltre ou l’humidité trop élevée de l’air ambiant peuvent provoquer une surchauffe qui favorise le développement d’un incendie. Une température ambiante trop élevée favorise également l’instabilité des batteries. C’est la raison pour laquelle les batteries lithium-ion sont classées comme marchandises dangereuses par le législateur. Pour le transport et la charge des batteries lithium-ion, il faut donc disposer d’installations de stockage et de charge appropriées et respecter certaines règles de sécurité en matière de protection contre les incendies. Pour le stockage des batteries lithium-ion, il est également conseillé de suivre les recommandations de sécurité actuelles.

En ce qui concerne l’élimination et le recyclage des batteries lithium-ion, il convient de tenir compte des prescriptions issues de la législation sur l’élimination des déchets. Il n’existe pas encore de processus de recyclage standardisé à grande échelle pour les batteries lithium-ion, en particulier pour les petits supports de charge. Si elles sont manipulées correctement, les batteries lithium-ion peuvent être utilisées en toute sécurité dans l’entreprise, elles atteignent une durée de vie élevée avec jusqu’à 3000 cycles de charge possible.