7 faits sur les batteries que vous ne connaissiez peut-être pas

Les batteries sont partout. Connaissez-vous la batterie la plus petite, la plus grande ou la plus puissante ?

Batteries du chaudron de la sorcière

Janvier 2020  I  6 minutes  I  technologie des batteries

 

Les appareils fonctionnant avec des batteries nous accompagnent au quotidien. Cela commence par la brosse à dents électrique le matin. Nous effectuons notre travail avec des ordinateurs portables et des tablettes tandis que nous gardons un œil sur notre progression quotidienne avec une montre connectée. Vient ensuite naturellement le téléphone portable avec lequel nous téléphonons toute la journée et recevons des e-mails. Le soir sur le canapé, nous lisons les messages ou chattons avec des amis.

Mais que savez-vous vraiment sur les batteries ? Ces 7 faits sur les batteries pourraient vous étonner.

1. Batterie vs pile

Une batterie est-elle simplement une pile que l'on peut recharger ? Faux !

Les différences reposent dans la structure, mais aussi dans l'utilisation: les piles et les batteries «perdent» de l'énergie par ce que l'on appelle l'auto-déchargement. Cela se produit sur les batteries bien plus vite que sur les piles. Pour les appareils à faible consommation de courant, à utilisation rare ou à faible absorption de courant, comme par exemple une télécommande, les batteries sont inutiles. Elles seraient toujours vides. Les batteries conviennent cependant étonnamment bien pour tous les appareils avec une forte consommation de courant: les appareils photos numériques, les ordinateurs portables, les smartphones et évidemment les appareils de construction sans fil.

Le principe de base : si l'on doit changer des piles une fois par mois ou plus souvent, il faut alors utiliser des batteries.

2. Qui les a découvertes ?

L'histoire de la technologie des batteries remonte à bien plus loin que vous ne le pensez.

La pile de Bagdad datant de 250 ans avant JC est souvent citée comme la première pile au monde. Cela semble naturellement spectaculaire. On peut cependant se demander si cet artefact pouvait ou devait générer réellement du courant.

La colonne de la Volta

La première pile telle que nous la définissons aujourd'hui a été construite en 1800 par Alessandro Volta: la pile voltaïque. Elle générait du courant selon le même principe que celui utilisé dans les piles actuelles : de l'énergie chimique accumulée est transformée par une réaction redox électrochimique en énergie électrique. Volta est ainsi l'inventeur de la pile dans l'histoire et a donné son nom à l'unité de mesure de la tension électrique, le Volt. Il a ainsi posé la première pierre pour le stockage de l'électricité et a ouvert la voie à la technologie actuelle des batteries.

André Marie Ampère a découvert la relation entre l'électricité et le magnétisme en 1820. Son nom a été également utilisé comme unité de mesure: l'ampère indique l'intensité du courant. Vous pouvez le remercier du fait que la puissance de vos batteries soit indiquée en Volt et en Ampère. Car avec la même tension (Volt) et une intensité différente (Ampère), il est possible d'obtenir des puissances de niveaux différents (Watt).

Par conséquent, vous trouvez également toujours des niveaux d'intensité différents sur nos plate-formes de batterie afin que la puissance corresponde à votre application.

 

3. La plus petite batterie au monde

Plus fine qu'un cheveu humain

Pour l'alimentation électrique de nanocapteurs, les chercheurs de la Rice University à Boston, au Texas, ont dû faire preuve d'inventivité. Résultat : une batterie lithium-ion qui est des milliers de fois plus fine qu'un cheveu humain. Ils ont logé tout ce dont a besoin une batterie lithium-ion dans un seul nanofil : anode, cathode et couches de séparation.

Correctement disposées et associées aux supercondensateurs, les nanobatteries peuvent faire de grandes choses : ces systèmes hybrides alimenteront à l'avenir des batteries qui peuvent se recharger en quelques minutes et présentent une capacité de charge supérieure aux batteries conventionnelles. Même si le développement doit encore être optimisé, les temps de chargement de plusieurs heures pourraient ainsi appartenir au passé.

 

Elles n'ont pas une taille nano, mais sont pratiques

4. La plus grosse batterie au monde

La plus grande batterie d'Australie

Tesla détient le record

Mais la compétition pour la plus grosse batterie au monde ne fait que commencer.

La plus grosse batterie existante, version 2019, est la Hornsdale Power Reserve en Australie, et elle a été développée par Tesla. 129 mégawatts/heure de capacité de stockage sont disponible ici. Mais la concurrence ne dort pas et les technologies vertes sont particulièrement recherchées. EWE Gasspeicher en Allemagne en fait partie. Ses accumulateurs doivent renoncer à la technologie lithium-ion et doivent remplir au lieu de cela de grandes grottes de sel de plus de 100 000 mètres cube de capacité avec des polymères recyclables dissous dans de l'eau salée, afin de créer un batterie à flux redox gigantesque (également appelée batterie liquide de cellule humide). Celle-ci permettra, au plus tôt à partir de 2023, de stocker 700 mégawatts/heure.

Mitsubishi Hitachi Power Systems et Magnum Development ont développé une autre approche prometteuse pour l'installation de stockage d'énergie la plus grande au monde: ils veulent construire en Utah, aux États-Unis, un système de stockage 100% « propre » reposant sur l'hydrogène renouvelable, l'accumulation d'énergie de l'air comprimé, d'énormes batteries à flux redox et des cellules de carburant d'oxyde solide. Magnum possède cinq cavernes de sel qui sont déjà utilisées pour le stockage de carburants liquides, tout comme dans le projet EWE mentionné précédemment.

Le clou du concept est que la taille des cavernes de sel signifie que la quantité stockée est pratiquement illimitée et n'est finalement limitée que par la demande du marché et les technologies générant l'énergie. Cela signifie aussi que l'énergie verte, par exemple provenant du soleil ou de la force éolienne, pourrait enfin être stockée.

Nos batteries 36 V ne sont pas les plus grosses au monde, mais elles fournissent la puissance idéale pour vos applications de perçage et de burinage.

 

 

5. Les batteries les plus puissantes au monde

Les batteries lithium-ion sont toujours les plus puissantes du marché

Les batteries les plus puissantes reposent sur la technologie lithium-ion grâce au développement continu : elles présentent la densité énergétique la plus élevée pour la conception la plus petite. La capacité des batteries lithium-ion a ainsi triplé depuis 1991. Le nombre de cycles de charge est passé de quelques dizaines à quelques dizaines de milliers.

Et : elles restent fonctionnelles pendant environ 5 ans en tenant compte d'une perte de capacité définie.

 

Découvrez nos batteries lithium-ion

 

 

6. La pile du futur

Elle devrait bientôt arriver : du courant provenant de sang d'araignée, de déchets biologiques et de l'air

Aussi puissantes les batteries lithium-ion soient-elles, leur potentiel d'optimisation est presque épuisé. Mais, la nécessité en stockage intermédiaire pour les énergies alternatives croît. Les batteries lithium-ion posent également des problèmes sur le plan écologique et socio-politique : elles nécessitent entre autres du cobalt très rare dont l'extraction s'effectue dans des conditions très difficiles. Même le recyclage des matériaux présente toujours un problème actuellement. Par conséquent, la recherche travaille sous haute pression à de nouvelles approches :

 

Lithium-souffre au lieu lithium-ion

Les piles lithium-souffre ou Li-S représentent depuis longtemps une approche prometteuse au remplacement des piles lithium-ion. En théorie, elles permettent d'intégrer plus d'énergie dans une seule pile, et donc d'obtenir une « densité énergétique » plus élevée. La capacité améliorée, de l'ordre de 5 à 10 fois celle des batteries lithium-ion, correspond à une durée de fonctionnement plus longue des batteries entre les processus de charge. Le défi repose ici toujours dans la rechargeabilité des batteries : les chercheurs et l'industrie travaillent dessus sous haute pression.

 

Sang d'araignée et déchets biologiques – des matériaux pour la batterie du futur ?

Une technologie de batterie efficace pourrait à l'avenir reposer sur quelques éléments critiques tels que le natrium, le magnésium, l'aluminium ou le calcium. La pile natrium-ion (NIB) est ici le modèle le plus prometteur. Fait très intéressant : pour augmenter la puissance de ces batteries, les chercheurs de l'institut Helmholtz à Ulm, en Allemagne, misent sur des matériaux qui sont disponibles dans le sang d'araignée ou les déchets biologiques, tels que les coques de noix. Ceux-ci promettent de bonnes densités de stockage, un traitement simplifié, une durabilité et des coûts réduits.

 

L'or rend les batteries immortelles

À l'Université de Californie, les chercheurs ont développé des batteries en nanofil pouvant être rechargées pratiquement éternellement : il s'agit ici des piles en nanofil déjà mentionnées précédemment. Celles-ci sont susceptibles de casser pendant le chargement. Mais si l'on utilise de l'or dans un électrolyte en gel lors de la fabrication, ces batteries peuvent être rechargées plus de 200 000 fois en trois mois sans perdre de puissance.

Une batterie dorée pour la presse à tube

 

La chaux comme accumulateur

Le courant en excès peut également être stocké sous la forme de chaleur. Qui a déjà oublié sa tasse de café pendant le travail sait que, sans isolation adaptée, la chaleur se dissipe rapidement. Des chercheurs du centre aérospatial allemand ont découvert une possibilité de stocker de la chaleur pendant un temps illimité et pratiquement sans perte : ils utilisent le comportement chimique de la chaux hydratée (hydroxyde de calcium). Si on la chauffe à des températures de l'ordre 500 degrés Celsius, l'eau qui lui est liée se sépare. Il en résulte une chaux vive (oxyde de calcium), un accumulateur de chaleur idéal : si l'on rajoute de l'eau, on obtient de nouveau de la chaux hydratée à partir de la chaux vive grâce aux réactions chimiques. Et elle libère l'énergie stockée sous forme de grande chaleur.

Le grand avantage de cette technologie : l'eau et la chaux hydratée sont très bon marché, faciles à transporter et connues de l'industrie de la construction depuis des milliers d'années. Les scientifiques du centre aérospatial allemand travaillent encore au développement d'un procédé permettant de perdre le moins de chaleur possible. Mais les résultats actuels sont très prometteurs.

 

1 700 km avec un chargement de métal et d'air

Une voiture a réussi à parcourir 1 700 km avec un seul chargement de batterie. Cela a été possible grâce à une batterie métal-air qui utilise l'oxygène de l'air pour remplir sa cathode. Ainsi, elle est bien plus légère qu'une des batteries lithium-ion remplies de liquide et cela confère ainsi à la voiture une autonomie bien plus importante. Si la durée de vie relativement courte peut être compensée, ce type de batterie pourrait devenir une alternative privilégiée dans l'industrie automobile.

Avant d'en arriver là, utilisez nos packs d'accu puissants avec différents niveaux de tension pour vos appareils de construction pour une liberté et une sécurité maximales.

 

 

 

7. Enfin, expliqué très simplement

Quelle est vraiment la relation entre la tension, les ampères/heure et la puissance ?

Le marché offre un large éventail d'appareils sans fil pour vos domaines d'application : perceuses/visseuses, scies, meuleuses, perforateurs et burineurs, aspirateurs, etc. Afin de répondre aux exigences les plus diverses pour les différents appareils et applications, vos batteries fonctionnent sur différentes plate-formes en Volts. Celles-ci sont définies par la tension, par exemple 12 V, 22 V ou 36 V et la capacité des ampères/heure (Ah), par exemple 2.6 Ah, 5.2 Ah ou 8.0 Ah.

Mais que signifient tous ces chiffres et comment sait-on ce qu'est réellement la capacité de puissance d'une batterie ?

La quantité d'énergie accumulée dans la batterie est une mesure de la charge de travail pouvant être réalisée avec un chargement de batterie. Cette teneur en énergie est indiquée en watts/heure (Wh). Un watt/heure est la tension (V) que fournit la batterie multipliée par une quantité de charge (Ah) que la batterie peut absorber. Et cette indication de watts/heure vous montre la puissance d'un appareil, par exemple le nombre de trous que vous pouvez percer en une heure :

 

Calculs Watt-heures

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