Comment fonctionne une batterie de téléphone portable
Une batterie de téléphone convertit l'énergie chimique en énergie électrique. Deux technologies dominent le marché :
1. Nickel-Métal Hydrure (NiMH) — Ancienne génération
Structure : Cathode = oxyhydroxyde de nickel (NiOOH), Anode = alliage métallique absorbant l'hydrogène, Électrolyte = hydroxyde de potassium (KOH).
Fonctionnement : En charge, la cathode forme de l'hydroxyde de nickel Ni(OH)₂ + ions OH⁻. En décharge, les ions OH⁻ libèrent l'hydrogène de l'anode → eau + électricité.
Caractéristiques :
- Tension : 1,2 V par élément.
- Effet mémoire modéré (recharge partielle = perte capacité).
- Auto-décharge élevée (~30%/mois).
- Supporte bien les forts courants (ampérage).
- Cycle de vie : 300-500 cycles.
2. Lithium-Ion (Li-ion) — Standard actuel
Structure : Cathode = oxyde de lithium (LiCoO₂, LiFePO₄, NMC...), Anode = graphite (réseau de carbone), Électrolyte = sel de lithium (LiPF₆) dans solvant organique. Membrane séparatrice microporeuse.
Fonctionnement : Les ions Li⁺ migrent de la cathode vers l'anode (charge) et inversement (décharge) en s'intercalant dans le graphite. Les électrons circulent par le circuit externe.
Caractéristiques :
- Tension : 3,6-3,7 V par cellule (3x NiMH).
- Pas d'effet mémoire.
- Faible auto-décharge (~2-5%/mois).
- Densité énergétique 2-3x supérieure (plus léger/compact).
- Sensible surcharge/sous-charge → circuit de protection (BMS) obligatoire.
- Cycle de vie : 500-1000+ cycles (80% capacité).
Comparatif
| Critère | NiMH | Li-ion |
|---|---|---|
| Tension | 1,2 V | 3,7 V |
| Densité énergie | Faible | Élevée |
| Effet mémoire | Oui | Non |
| Auto-décharge | Élevée | Faible |
| Courant max | Élevé | Modéré |
| Durée de vie | 300-500 cycles | 500-1000+ cycles |
Évolution : Lithium-Polymère (Li-Po)
Variante Li-ion avec électrolyte polymère gel/solide. Permet formes fines/sur mesure, plus léger, légèrement plus sûr (moins de fuite). Standard sur smartphones modernes.