Quelques explications et précisions sur ce qu’est l’effet mémoire sur les batteries et pourquoi il ne concerne plus les outils et dispositifs modernes qui sont construits avec la technologie lithium-ion.
05.08.2024
Vous avez sans doute déjà entendu parler de « l’effet mémoire » au sujet des batteries qui perdent en capacité énergétique après une succession de recharges partielles. Quand la puissance de la batterie chute, la durée de fonctionnement de votre outil à batterie est réduite et rapidement la batterie nécessite d’être rechargée bien plus souvent. Dans le pire des cas, la batterie peut devenir hors d’usage bien avant la fin de sa durée de vie présumée. Cependant, toutes les batteries ne sont pas affectées par cette perte de puissance. Ainsi, cet effet ne pose pas de danger à la batterie au lithium-ion. Pour les utilisateurs, l’avantage majeur d’une batterie lithium-ion est qu’elle peut être rechargée à tout moment, quel que soit son niveau de charge.
Les réflexes superstitieux autour de l’effet mémoire des batteries remontent au temps où ce dernier constituait un problème grave. Les techniciens de la NASA ont découvert ce phénomène dans les années 60 quand ils ont remarqué que les batteries intégrées au satellite perdaient de leur capacité au fil du temps. Ils ont notamment constaté qu’après une succession de décharges partielles, la batterie ne fournissait plus que la quantité d’énergie nouvellement ajoutée lors de la dernière recharge, le restant de puissance conservé n’était plus accessible.
Autrement dit, l’effet mémoire a un impact négatif sur la capacité d’accumulation d’énergie et se produit après une succession de décharges partielles. La batterie « se souvient » du niveau de décharge partielle et ne fournit que la quantité d’énergie « mémorisée » pour le fonctionnement de l’appareil. Pour mieux comprendre, imaginez une valise. Au lieu de la vider des derniers vêtements, vous installez un double fond permanent. Le nouvel espace que vous avez créé correspond maintenant à la capacité entière de rangement de votre valise : vous avez moins de place disponible et il est impossible d’accéder à vos affaires dans l’espace que vous aviez avant. Pour une batterie, l’effet mémoire se manifeste par une chute de la tension et peut, au bout d’un certain temps, rendre la batterie hors d’usage quand la tension passe en dessous du seuil minimum pour le bon fonctionnement de l’appareil.
Ce phénomène se produit principalement sur la pile ou l’accumulateur nickel-cadmium (NiCd), qui était beaucoup utilisé sur les outils à batterie. Sur cet accumulateur, l’effet est provoqué par la formation de cristaux sur la cathode de cadmium. Si l’accumulateur n’est pas complètement déchargé avant la recharge, les cristaux ont tendance à se former dans la partie qui n’est pas déchargée. La tension diminue à mesure que la taille des cristaux augmente, car ces derniers réduisent la conductivité du matériau. On observe des phénomènes similaires chez les accumulateurs au nickel-hydrure métallique (NiMH) dans une moindre mesure. Les piles standard AA ou AAA sont souvent du type NiMH, comme le sont aussi les batteries intégrées dans les petits appareils électriques, cependant de nos jours, les piles NiMH et NiCd sont rarement utilisées.
Selon les dernières recherches, ce phénomène repose sur deux processus.
Lors de la recharge d’une pile ou d’un accumulateur NiCd, des micro-cristaux de cadmium se forment. Si la pile est légèrement déchargée à répétition, des micro-cristaux deviennent des cristaux plus gros dans la partie qui n’a pas été déchargée. Comme les cristaux plus gros ont une surface plus réduite que les micro-cristaux de même masse, ils réagissent moins bien lors de la décharge, autrement dit, la tension disponible diminue.
Les anciennes technologies de chargement n’avaient pas une option de contrôle du niveau des batteries. Elles étaient plutôt chargées sur une durée définie, ce qui signifiait que les batteries qui étaient partiellement déchargées pouvaient alors devenir surchargées, entraînant ainsi la formation de cristaux sur l’électrode Cd. Compte tenu de la position du cadmium dans la série électrochimique, la recristallisation correspond à une tension de sortie plus faible, puis par la suite à une réduction de la capacité.
STIHL utilise uniquement la technologie lithium-ion pour ses batteries. Elles sont non seulement plus légères et plus puissantes que ses prédécesseurs, mais l’effet mémoire ne les affecte quasiment pas. En effet, elles ne manifestent aucune baisse de tension significative après une succession de décharges partielles, grâce à leur technologie de pointe. On peut charger les batteries lithium-ion STIHL à tout moment, sans avoir à se soucier de la perte de capacité. Plus besoin d’astuces de rechargement, car même une courte recharge entre deux utilisations ne présente plus de risques.
L’effet mémoire d’une batterie, qu’est-ce que ça signifie ?
Les accumulateurs au nickel cadmium (NiCd) et au nickel-hydrure métallique (NiMH) qui étaient souvent utilisés dans le passé, subissaient une perte de capacité s’ils étaient successivement partiellement déchargés. Ce phénomène est connu sous le nom d’effet mémoire, car avec les décharges partielles fréquentes, la batterie ou l’accumulateur « se souvient » uniquement du besoin d’énergie des recharges les plus récentes et fournit cette quantité d’énergie mémorisée à la batterie au lieu de la capacité énergétique originale complète. Cela entraîne une perte prématurée de la tension disponible qui, au fur et à mesure, rend la batterie hors d’usage.