Types de Batterie

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Champ: Électricité de base

China

Différents types de batteries avec diverses configurations sont disponibles. Avec les inventions de divers nouveaux dispositifs électroniques grand public, de véhicules électriques, de besoins de stockage d'énergie renouvelable, d'applications spatiales et militaires, la puissance des batteries est aujourd'hui consommée comme de la nourriture. Si nous regardons autour de nous, nous trouvons un tas de batteries cachées à l'intérieur de presque chaque appareil que nous possédons, des horloges murales, des téléphones mobiles, des ordinateurs portables, des montres, des calculateurs, des onduleurs, des sèche-cheveux, des tondeuses, des jouets et bien d'autres. Les batteries rendent les appareils portables en les séparant de l'alimentation électrique. Aujourd'hui, les batteries ont une longue durée de vie et une grande capacité de stockage d'énergie. Les banques d'alimentation portables pour les longs voyages sont devenues des choix indispensables. Les batteries existent sous différentes tailles et formes, comme bouton, plat, rond et prismatique. Les batteries sont à la fois non rechargeables, appelées batteries primaires, et rechargeables, appelées batteries secondaires. Alors que les premières ne peuvent pas être rechargées une fois déchargées, les secondes peuvent être rechargées encore et encore. Néanmoins, les batteries primaires sont bon marché, compactes, faciles à utiliser et ont une durée de vie plus longue que les batteries secondaires.
Puisque les batteries existent en différentes tailles, chimiques utilisés et formes, elles ont été dotées d'une certaine nomenclature par les institutions IEC et ANSI pour comprendre leurs spécifications selon nos besoins. Par exemple, considérons une batterie de type AA 1,5V comme indiqué ci-dessous.

Comme nous pouvons le voir, il est indiqué AA LR6 1,5V. Comprendons maintenant ce que signifie ce nom ou code. Ici

LR6 ici est le code de taille IEC car L représente le système électrochimique, c'est-à-dire pour les batteries alcalines/MnO2 et R6 représente les dimensions physiques. Une configuration R6 signifie R-batterie ronde avec une hauteur maximale de 50,5 mm et un diamètre maximal de 14,5 mm.
AA est une désignation ANSI pour les batteries de configuration LR6.

Considérons un autre exemple d'une pile bouton comme indiqué ci-dessous

Il est indiqué CR2025. C'est le code IEC dans lequel C signifie système au lithium, R pour cylindrique rond, 20 signifie 20 mm de diamètre de la batterie et 25 représente la hauteur de 2,5 mm. Pour plus d'informations, veuillez vous référer aux codes ANSI et IEC pour les batteries.

Types de Batteries

Cellules Primaires ou Batteries Primaires

Celles-ci ne peuvent pas être rechargées une fois déchargées. Les avantages des cellules primaires sont leur petite taille, leur disponibilité sous diverses formes comme cylindrique, bouton, rectangulaire et prismatique, et elles ont une densité de puissance élevée, une longue durée de conservation, un faible niveau de décharge et une portabilité. Ses nombreuses applications incluent des montres, des horloges, des dispositifs médicaux, des radios et autres dispositifs de communication, des applications nano, des puces de mémoire et bien d'autres.

Si la cellule primaire ne contient pas d'électrolyte liquide, elle est connue sous le nom de "pile sèche". Une pile sèche contient un électrolyte en pâte humide. La figure ci-dessus montre la section transversale d'une batterie au zinc-carbone.

Quelques-uns des différents types de batteries primaires et leurs applications sont discutés ci-dessous :

Batterie au Zinc-Carbon/Alcaline/MnO2

L'une des formes les plus anciennes de pile sèche, c'est-à-dire la pile au zinc-carbon ou la pile Leclanche, a été utilisée pendant presque un siècle. Mais elle est maintenant obsolète avec l'utilisation commerciale de nouvelles batteries primaires telles que celles ayant du MnO2 comme cathode, qui ont une capacité plus élevée, une densité d'énergie plus élevée et une durée de conservation plus longue.

Batteries à oxyde de mercure

L'utilisation des batteries à oxyde de mercure est très limitée en raison des implications nuisibles du mercure sur l'environnement. Ces batteries se présentent avec des anodes de zinc/cadmium et de l'oxyde de mercure comme cathode. Elles viennent sous forme cylindrique, en petits boutons plats. Elles trouvent des applications comme sources d'énergie à faible puissance dans les calculatrices, les radios portatives, les montres, les appareils photo, etc.

Batteries au Zinc-AgO

Celles-ci sont similaires en conception aux batteries à oxyde de mercure mais ont une densité d'énergie plus élevée. Elles fonctionnent mieux à basse température. Utilisées principalement comme piles bouton et trouvent des applications dans les équipements photographiques, les montres électroniques, les aides auditives, etc.

Batteries au Zinc-Air

Les batteries métal-air ont attiré l'attention dans l'industrie des batteries en raison de leur haute densité d'énergie. De plus, aucun cathode actif n'est nécessaire. Cependant, sa courte durée de conservation et sa sensibilité aux facteurs externels tels que la température, l'humidité, etc. limitent son utilisation. Ses utilisations sont dans l'électronique, les applications de signalisation et de navigation.

Batteries au Lithium

Les avantages des batteries au lithium sont la plus haute densité d'énergie, une longue durée de conservation et peuvent être opérées sur une large gamme de températures. Leurs applications comprennent les caméras, les montres, les horloges, les calculateurs et d'autres applications à faible puissance.

Batteries Secondaires

Ces batteries sont rechargées électriquement encore et encore une fois déchargées. Par exemple, la recharge des batteries de téléphone mobile ou d'ordinateur portable. Aujourd'hui, les batteries secondaires ou rechargeables sont omniprésentes. Elles sont utilisées comme sources d'alimentation de secours dans les onduleurs, les convertisseurs et les sources d'énergie stationnaires d'une part, et comme source principale pour de nombreuses applications grand public comme les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les lampes de poche, les lampes d'urgence, etc.
Quelques-uns des types de batteries rechargeables et leurs applications peuvent être discutés ci-dessous :

Batteries au Plomb-Acide

Ce sont les batteries couramment utilisées dans les onduleurs, les véhicules électriques, l'allumage des moteurs, l'alimentation d'urgence et les applications de batteries solaires. Elles représentent environ 40-45% des ventes de batteries dans le monde. Voici quelques-uns des types de batteries au plomb-acide en fonction de la construction et des applications :

Batteries de Démarrage

Celles-ci sont utilisées pour démarrer les moteurs, car elles fournissent de forts courants impulsifs pour une courte période. Elles ont des taux de décharge lents. Les applications sont dans les avions, les navires, les véhicules à moteur diesel, etc.

Batteries à Cycle Profond

Contrairement aux batteries stationnaires qui ont une décharge très faible, les batteries à cycle profond subissent une décharge profonde jusqu'à 80% avant rechargement. Il existe trois types de batteries à cycle profond, à savoir le type inondé, le type à électrolyte gélatineux et le type mat absorbant à gaz (AGM). Leurs applications sont dans les chariots industriels, les chariots de golf, les véhicules électriques, les wagons miniers, etc.