La pile idéale

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Existe-t-elle vraiment?

Oui, elle existe! Il s'agit d'une exclusivité mondiale, fabriquée par Energizer depuis déjà plus de 10 ans et c'est une pil au lithium   1,5V de format AA (LR6) Cette pile comparée à toutes les autres (alcalines, charbon-zinc, mais aussi accus NiMH) est pour ainsi dire « idéale » et peut remplacer les autres dans toutes les applications. La seule ombre au tableau est son prix : la pile idéale coûte chère (2 pièces à CHF 12.90), mais elle vaut son prix.

Surtout dans les applications à forte demande en énergie, du type appareils photos numériques, elle est bien supérieure aux autres piles et accus. Dans les applications à faible décharge elle est toujours meilleure, mais la différence est moindre. Dans tous les cas, les avantages liés au poids (env. 14g au lieu de 23g pour une pile alcaline) et la capacité de stockage la plus grande (10 ans d'après le fabricant) subsistent. Les performances restent bonnes, même dans des conditions de températures extrêmes (-40C bis +60C).

ATTENTION: Certaines règles élémentaires listées ci-après doivent être rigoureusement respectées:
Ne pas ouvrir, ne pas jeter au feu, aucun contact avec l'eau, ne pas charger, respecter les polarités.

ATTENTION: Il ne faut en aucun cas recharger les piles au lithium, car il y a un réel risque d'explosion!
Les accus au lithium, peuvent évidemment être rechargés, mais seulement dans les chargeurs spécialement conçus à cet effet!

Courbe de décharge

Les diagrammes ci-dessous montrent l'évolution des mesures de la tension lors du processus de décharge en courant continue de 120mA (Konstantstrom Entladung 120mA) et de 600mA (Konstantstrom Entladung 600mA) pour la e2 Lithium comparé à une pile alcaline (Alkaline, Energizer Ultra+), à une pile au charbon-zinc (Kohle-Zink, Mbudget) et à un accu NiMH (Energizer 2100mAh).













Comme on pouvait s'y attendre, c'est la pile au lithium qui délivre du courant le plus longtemps, la pile au charbon-zinc est rapidement épuisée et la pile alcaline se situe au milieu. Durant tout le processus de décharge, la tension fournie par la pile au lithium est réellement supérieure et ne baisse que peu. Ce point est très important, tout spécialement lors de l'utilisation dans des appareils électroniques Hightech, avec les appareils photos numériques en tête. Ces appareils s'éteignent en principe automatiquement, dès que la tension de la pile baisse, ne serait-ce qu'un court moment, en dessous du seuil de valeur minimale nécessaire (1V à 1.1V ou mème plus par pile). Cependant les piles alcalines ou au charbon-zinc ne sont pas encore complètement déchargées (voir capacité résiduelle plus loin). Elles peuvent être réutilisées dans des appareils plus simples.

L' accumulateur NiMH et comparable avec la pile alcaline au courant de 120mA mais montre clairement sa supériorité au courant de 600mAh en restant toutefois inferieur a la pile ideale au lithium.

Capacités utiles

Le tableau ci-dessous montre les capacités utilisées en fonction du système chimique. Les trois premières colonnes désignent les valeurs lors d'une décharge de 120mA pour des tensions respectives de 1V, 0.9V et 0.8V, les trois colonnes suivantes montrent les résultats à une décharge de 600mA (mêmes voltages) et les trois dernières colonnes retracent les valeurs des capacités résiduelles.

Capacité 120mA 600mA C-résiduelle
Pile 1V 0.9V 0.8V 1V 0.9V 0.8V 1V 0.9V 0.8V <Uend Fotos
 Lithium 3030 3046 3054 2858 2938 2978 8 11 13   mAh   645
  Alcaline 2217 2398 2515 1038 1289 1379 767 952 1081   mAh   248
Charbon-Zinc 643 708 755 123 250 323 283 352 402   mAh     2
NiMH Accu 2054 2078 2090 2020 2057 2077 - - -   mAh     399

Sollicitées à un taux de décharge de 600mA les piles alcalines et au charbon -zinc ne sont que partiellement déchargées: après un processus de décharge à 600mA elles disposent encore d'une capacité résiduelle significative jusqu'à 0.8V. Ces valeurs ont été obtenues en soumettant les piles après une pause de 12 heures à un nouveau processus de décharge mais cette fois seulement à 120mA.

La derniere colonne (Fotos) retrace les quanitités de photos obtenues lors du test-photo. Ce test très sévère montre sans conteste la grande superiorité de la pile « idéale » au lithium L91 par rapport à toutes les autres et que les piles charbon zinc ne sont vraiment pas recommandables dans ces applications.

La capacité correspond généralement à l'intégral du courant par rapport au temps, à courant constant le produit courant fois temps et ceci exprimé en milliampère par heure ou ampère heure. Les valeurs de ce tableau ont été établie lors de la décharge et n'ont pas été déduites des courbes de décharge.

Structure interne et système chimique

L'image (Energizer) ci-contre de la pile idéale 1.5V lithium (lithium - technologie pyrite), montre (par agrandissement) la structure interne de cette pile. Il s'agit d'une structure compliquée de multiples couches enroulées. L'anode (électrode négative) est composée d'un film métallique au lithium et la cathode (électrode positive) par un support métallique mince recouvert de pyrite (FeS²). Les deux électrodes forment un rouleau avec le séparateur micro-poreux qui se trouve au milieu [1]. Un interrupteur thermique (PTC) protège contre un court circuit et des températures trop élevées.

Les réactions suivantes ont lieu lors de la décharge [2]:

Anode (électrode négative):                  4Li  >  4Li+ + 4e
Cathode (électrode positive):     FeS2 + 4e  >  Fe + 2S²-

Consommation en énergie d’un appareil photo numérique

Le diagramme ci-dessous montre la consommation d’un appareil numérique Olympus C-350 (arrivé sur le marché en 2003) qui fonctionne avec deux piles de format AA. Les piles sont fortement sollicitées, même si les ingénieurs de l’Olympus ont réussi à considérablement baisser la consommation pour ce modèle par rapport aux versions précédantes. Dans le phototest, l'appareil Olympus C-3040 tire de ses 4 piles AA environ le même courant comme la plus nouveau C-350 tire de ses 2 piles AA, la consommation d'énergie a donc baissée de moitié.

Consommation de l'appareil numérique Olympus C-350 à une tension de 3V (piles neuves)

Un récit d'expérience

J'utilise un Olympus C-350 depuis mai 2003 pour mes activités privées. Elle fonctionne avec seulement 2 piles (ou accus) de format AA, qui sont très fortement sollicitées. Au début de mes vacances de pencote, je l'ai utilisé avec des accus NiMH d'une faible qualité, lesquelles il fallait recharger chaque soir (avec des nouveaux NiMH de qualité suppérieure, par exemple de Energizer ou Varta, plusieurs centaines de fotos sont possible entre deux recharges). Ensuite avec des piles alcalines je devais toujours avoir au moins un jeux de rechange sur moi. Dans les deux cas ce n'était pas très pratique.

Depuis juillet 2003 j'utilise 2 piles AA au lithium Energizer (L91). Comme ces piles sont vendues en emballages de 2, il n'y a plus besoin de se poser la question de ce qu'on va faire des piles restantes, ce qui est très commode. Après mes vacances en aout à Paris, en septembre Italie et encore une fois à noel à Paris avec un total d'environ 350 photos prises, plus d'autres photos de la vie courantes, l'appareil fonctionne toujours et infatigablement avec le même jeu de piles L91! Tous les fotos de Alphonse sont y compris. Autre effet secondaire appréciable: comme ces piles sont plus légères, mes poches de pantalons sont soulagées.

Liens vers d'autres informations

References


(c) Copyright by Dr.Rolf Zinniker 2003

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