L'Université du Michigan fournit des conseils pour prolonger la durée de vie des batteries au lithium-ion

• Des chercheurs de l'Université du Michigan ont dressé une liste de conseils pour prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion

Les batteries au lithium-ion sont omniprésentes car elles sont utilisées dans les smartphones, les ordinateurs portables, les véhicules électriques et les outils électriques. Malgré sa large utilisation, il existe un certain nombre d'idées fausses sur la façon de prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion. Les chercheurs de l'Université du Michigan ont donc méticuleusement étudié les articles universitaires et les manuels d'utilisation ainsi que les informations sur les sites Web d'assistance à la clientèle pour dresser une liste de 9 meilleures pratiques pour l'extension de la durée de vie des batteries lithium-ion. Les résultats de cette recherche ont été publiés le 15 février dans le Journal of Energy Storage.

Voici les 9 meilleures pratiques à suivre:

«En minimisant l'exposition aux conditions qui accélèrent la dégradation, les batteries peuvent durer plus longtemps. Et cela a un impact environnemental positif, car la production de batteries est une source d'émissions de gaz à effet de serre et de nombreux autres polluants », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Greg Keoleian, qui est directeur du U-M Center for Sustainable Systems à la School for Environment and Sustainability. "De plus, les utilisateurs sont fortement incités financièrement à éviter les conditions défavorables, car le coût des batteries lithium-ion peut varier de 5% à plus de 50% du coût d'un produit."

Certaines des recommandations des fabricants incluent d'éviter les températures extrêmes – élevées et basses – lors de l'utilisation ou du stockage des batteries lithium-ion. Et des températures élevées peuvent accélérer la dégradation de presque tous les composants de la batterie et peuvent entraîner des risques de sécurité importants, y compris un incendie ou une explosion.

Donc, si un ordinateur portable ou un téléphone portable est chaud pendant le chargement, débranchez-le. Et minimisez l'exposition à de basses températures, en particulier lors du chargement. Et pour les véhicules électriques, presque tous les fabricants mettent en garde contre les températures élevées dans leur manuel du propriétaire. Les fabricants conseillent également de se garer à l'ombre et de garder le véhicule branché par temps chaud, ce qui permet au système de refroidissement de la batterie de fonctionner au besoin. Il est également recommandé de brancher le véhicule par temps froid afin que le système de chauffage de la batterie puisse fonctionner sur le réseau électrique.

Il est également recommandé de minimiser le temps que la batterie passe à 100% ou 0% de charge. Ces batteries sont connues sous le nom de batteries à «états de charge» extrêmement élevés et faibles. Et vous devriez envisager d'utiliser une charge partielle qui restaure la batterie à 80% SoC au lieu de 100%. Si cela n'est pas possible, débranchez l'appareil dès qu'il atteint 100%.

LG et Samsung suggèrent que leurs téléphones soient rechargés une fois que les appareils auront atteint 20%. Et Nokia et Sony ont cité des dommages potentiels à leurs téléphones s'ils sont laissés en charge après avoir atteint 100%.

De nombreux ordinateurs portables ont un système de gestion de batterie interne qui cessera de charger une fois que l'appareil a atteint l'état de charge à 100% et ne reprendra la charge que lorsque l'ordinateur portable aura atteint 95% de SoC. Et plusieurs Les fabricants d'ordinateurs portables mettent en garde contre le fait de laisser l'ordinateur branché une fois le chargement terminé.

Même si les «chargeurs rapides» sont pratiques, ils dégraderont une batterie lithium-ion plus rapidement que la charge standard. Et décharger une batterie trop rapidement entraîne également une dégradation de la batterie par le biais de plusieurs des mêmes mécanismes.

Pour ralentir le taux de décharge des téléphones portables et des ordinateurs portables, vous pouvez réduire la luminosité de l'écran, désactiver les services de localisation et quitter les applications à forte consommation d'énergie. Certains fabricants d'outils électriques sans fil conseillent également aux utilisateurs de ne pas stocker les batteries dans le chargeur tandis que d'autres mettent en garde contre une décharge complète de la batterie.

Les cellules de la batterie sont composées d'une électrode positive (cathode), d'une électrode négative (anode) et d'un électrolyte qui réagit avec chaque électrode. Et les batteries lithium-ion se dégradent inévitablement avec le temps et l'utilisation. Presque tous les composants sont affectés, y compris l'anode, la cathode, l'électrolyte, le séparateur et les collecteurs de courant.

De plus, il existe deux principales formes de dégradation de la batterie: le fondu de capacité et le fondu de puissance. Le fondu de capacité est une diminution de la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker et le fondu de puissance est une diminution de la quantité d'énergie qu'il fournit.

En prolongeant la durée de vie de la batterie, il y a une diminution des coûts et des charges environnementales associées à la production de nouvelles batteries, y compris la consommation de matériaux, les impacts miniers et les émissions de gaz à effet de serre ainsi que l'élimination des batteries usagées.

Les auteurs de l'article du Journal of Energy Storage avec Keoleian incluent Maxwell Woody, Maryam Arbabzadeh et Geoffrey Lewis du U-M Center for Sustainable Systems et Anna Stefanopoulou de l'U-M Energy Institute.

Et le travail a été soutenu par la Responsible Battery Coalition, une coalition d'entreprises, d'universitaires et d'organisations engagées dans la gestion responsable des batteries d'aujourd'hui et de demain.

«Alors que le pays et le monde passent à des économies alimentées par des batteries, il est primordial que nous prolongions la durée de vie de tous les types de batteries, en particulier celles de nos voitures et camions», a expliqué Steve Christensen, directeur exécutif de la Responsible Battery Coalition. «Ce travail réalisé par une institution de recherche aussi respectée que l'Université du Michigan est une première étape importante vers la création d'un changement générationnel dans la façon dont les consommateurs utilisent et traitent les batteries.»

Crédit pour les images: Center for Sustainable Systems à U-M School for Environment and Sustainability.