Tout Savoir Sur La Batterie de Perceuse Sans Fil

Les batteries sont utilisées dans de nombreux équipements électroniques et électriques – des jouets pour enfants aux smartphones, en passant par les ordinateurs portables, les véhicules électriques et bien d’autres articles. À nos jours, la batterie est de plus en plus utilisée. L’utilisation des équipements portables et mobiles augmente, tout comme l’utilisation de la technologie des batteries des perceuses visseuses sans fil.
Les exigences croissantes imposées aux batteries ont entraîné un développement considérable de la technologie au cours des dernières années, et d’autres développements sont à prévoir à l’avenir. Dans ce guidage complet, on va parler de la batterie et la technologie des batteries.

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Chronologie de l’histoire de la batterie

✅ 1748 : Benjamin Franklin invente le terme « batterie » pour décrire un ensemble de plaques de verre chargées.

✅ 1780 à 1786 : Luigi Galvani démontre ce que nous comprenons aujourd’hui comme étant la base électrique de l’influx nerveux et fournit la pierre angulaire de la recherche pour les inventeurs ultérieurs comme Volta pour créer des piles.

✅ 1800 : Alessandro Volta invente la pile Voltaïque et découvre la première méthode pratique de production d’électricité. Constituée de disques alternés de zinc et de cuivre avec des morceaux de carton trempés dans de la saumure entre les métaux, la pile voltaïque produisait du courant électrique. L’arc métallique conducteur était utilisé pour transporter l’électricité sur une plus grande distance. La pile voltaïque d’Alessandro Volta était la première « pile humide » qui produisait un courant électrique fiable et régulier.

✅ 1836 : La pile voltaïque ne pouvait pas fournir un courant électrique pendant une longue période. L’Anglais John F. Daniell invente la pile Daniell qui utilise deux électrolytes : le sulfate de cuivre et le sulfate de zinc. La pile Daniel durait plus longtemps que la pile de Volta. Cette pile, qui produisait environ 1,1 volt, était utilisée pour alimenter des objets tels que des télégraphes, des téléphones et des sonnettes de porte. Elle est restée populaire dans les foyers pendant plus de 100 ans.

✅ 1839 : Pile à combustible – William Robert Grove met au point la première pile à combustible, qui produit de l’électricité en combinant de l’hydrogène et de l’oxygène.

✅ 1839 à 1842 : Des inventeurs ont amélioré les piles qui utilisaient des électrodes liquides pour produire de l’électricité. Bunsen (1842) et Grove (1839) ont inventé les plus performantes.

✅ 1859 : L’inventeur français Gaston Plante met au point la première batterie d’accumulateurs au plomb rechargeable (batterie secondaire). Ce type de batterie est principalement utilisé dans les voitures aujourd’hui.

✅ 1866 : L’ingénieur français Georges Leclanché a breveté la pile humide carbone-zinc appelée pile Leclanché. Selon The History of Batteries : « La pile originale de Georges Leclanché était assemblée dans un pot poreux. L’électrode positive était constituée de dioxyde de manganèse broyé auquel était mélangé un peu de carbone. Le pôle négatif était une tige de zinc.

La cathode était emballée dans le pot, et une tige de carbone était insérée pour servir de collecteur de courant. L’anode ou la tige de zinc et le pot étaient ensuite immergés dans une solution de chlorure d’ammonium. Le liquide a agi comme un électrolyte, s’infiltrant facilement à travers le pot poreux et entrant en contact avec le matériau de la cathode. Le liquide a joué le rôle d’électrolyte, s’infiltrant facilement à travers la coupelle poreuse et entrant en contact avec le matériau cathodique. »

Georges Leclanché a ensuite amélioré sa conception en substituant la pâte de chlorure d’ammonium à l’électrolyte liquide et a inventé une méthode pour sceller la pile, inventant ainsi la première pile sèche, une conception améliorée qui était désormais transportable.

✅ 1881 : Thiebaut fait breveter la première pile dont l’électrode négative et le pot poreux sont placés dans une coupelle en zinc.

✅ 1881 : Carl Gassner invente la première pile sèche à succès commercial (pile zinc-carbone).

✅ 1899 : Waldmar Jungner invente la première pile rechargeable au nickel-cadmium.

✅ 1901 : Thomas Alva Edison invente l’accumulateur alcalin. La pile alcaline de Thomas Edison avait du fer comme matériau anodique (-) et de l’oxyde de nickel comme matériau cathodique (+).

✅ 1949 : Lew Urry a développé la petite batterie alcaline en 1949. L’inventeur travaillait pour la société Eveready Battery Co. dans son laboratoire de recherche de Parma, dans l’Ohio. Les piles alcalines durent cinq à huit fois plus longtemps que les piles zinc-carbone, leurs prédécesseurs.

✅ 1954 : Gerald Pearson, Calvin Fuller et Daryl Chapin inventent la première pile solaire. Une pile solaire convertit l’énergie du soleil en électricité. En 1954, Gerald Pearson, Calvin Fuller et Daryl Chapin ont inventé la première pile solaire. Les inventeurs ont créé un réseau de plusieurs bandes de silicium (chacune de la taille d’une lame de rasoir), les ont placées dans la lumière du soleil, ont capturé les électrons libres et les ont transformés en courant électrique.

Les Laboratoires Bell de New York annoncent la fabrication d’un prototype d’une nouvelle batterie solaire. Bell avait financé la recherche. Le premier essai de service public de la batterie solaire de Bell a commencé avec un système de transporteur téléphonique (Americus, Géorgie) le 4 octobre 1955.

✅ 1964 : La société Duracell est constituée.

Concepts de base des batteries et des cellules

Si l’on considère les notions de base de la technologie des batteries, une batterie est une combinaison de deux ou plusieurs cellules électrochimiques. Ces cellules électrochimiques stockent l’énergie sous forme d’énergie chimique, qui est convertie en énergie électrique lorsqu’elle est connectée à un circuit électrique dans lequel un courant électrique peut circuler.

Une cellule est constituée de deux électrodes entre lesquelles est placé un électrolyte. L’électrode négative est appelée la cathode, tandis que l’électrode positive est appelée l’anode. L’électrolyte entre les deux peut être un liquide ou un solide. Aujourd’hui, de nombreuses cellules sont enfermées dans un récipient spécial, et un élément appelé séparateur est placé entre l’anode et la cathode. Cet élément est poreux à l’électrolyte et empêche les deux électrodes d’entrer en contact l’une avec l’autre.

La différence de potentiel entre les bornes de la batterie est connue sous le nom de tension aux bornes. Si la batterie ne fait pas passer de courant, c’est-à-dire si elle n’est pas connectée à un circuit, la tension aux bornes est la tension en circuit ouvert et elle est égale à la force électromotrice de la batterie.

On constate que toutes les batteries ont un certain niveau de résistance interne. Par conséquent, la tension aux bornes diminue lorsqu’elles sont connectées à une charge externe. Lorsque la batterie s’épuise, on constate que la résistance interne augmente et que la tension sous charge diminue.

Cellules primaires et secondaires

Bien qu’il existe de nombreux types de batteries, il y a deux grandes catégories de cellules ou de batteries qui peuvent être utilisées pour fournir de l’énergie électrique. Chaque type a ses propres avantages et inconvénients et, par conséquent, chaque type de pile est utilisé dans des applications différentes, bien qu’ils puissent souvent être interchangés :

🟡 Les batteries primaires : Les piles primaires sont essentiellement des batteries qui ne peuvent pas être rechargées. Elles transforment de manière irréversible l’énergie chimique en énergie électrique. Lorsque les produits chimiques contenus dans la batterie ont tous réagi pour produire de l’énergie électrique et qu’ils sont épuisés, la batterie ou la cellule ne peut pas être facilement restaurée par des moyens électriques.

🟡 Les batteries secondaires : Les batteries secondaires ou les cellules secondaires diffèrent des cellules primaires en ce qu’elles peuvent être rechargées. Les réactions chimiques à l’intérieur de la cellule ou de la batterie peuvent être inversées en fournissant de l’énergie électrique à la cellule, ce qui rétablit leur composition originale.

Tailles standard des piles et des batteries

Il est essentiel que les batteries, et en particulier les batteries primaires, puissent être remplacées lorsque leur durée de vie utile est terminée. C’est pourquoi les batteries sont normalement proposées dans des tailles standard, afin de pouvoir utiliser les batteries de différents fabricants. Il existe donc un certain nombre de tailles de batteries standard utilisées.

Un résumé des tailles de batteries standard les plus courantes est donné ci-dessous :

TAILLES STANDARD DES CELLULES ET DES BATTERIES
TYPE DE CELLULE	DIAMÈTRE MM	HAUTEUR MM
AAA	10.5	44.5
AA	14.5	50.5
C	26.2	50.0
D	34.2	61.5

Types de batteries

Il existe de nombreux types différents de batteries ou de cellules. Chaque type de technologie de batterie présente ses propres avantages et inconvénients. En conséquence, les différents types de batteries ou de piles peuvent être utilisés dans différentes applications. Le tableau ci-dessous donne un aperçu de certains des différents types les plus couramment utilisés aujourd’hui.

TYPES DE BATTERIES ET LEURS PROPRIÉTÉS
TYPE DE CELLULE	VOLTAGE NOMINAL V	CARACTÉRISTIQUES
Cellules et batteries primaires
Dioxyde de manganèse alcalin	1.5	Largement disponibles, offrant une grande capacité. La durée de conservation est normalement d’environ cinq ans. Capable de fournir un courant modéré.
Lithium-thionyl chloride	3.6	Bonnes pour les courants faibles à moyens. Densité énergétique élevée et longue durée de vie.
Dioxyde de manganèse au lithium	3.0	Longue durée de vie combinée à une densité énergétique élevée et à une capacité de courant modérée.
Oxyde de mercure	1.35	Utilisées pour les piles boutons (piles de montre), elles sont pratiquement éliminées aujourd’hui en raison du mercure qu’elles contiennent.
Oxyde de silice	1.5	Bonne densité énergétique. Principalement utilisé pour les piles boutons.
Zinc-carbone	1.5	Largement utilisées pour les applications grand public. Faible coût, capacité modérée. Fonctionnent mieux dans des conditions d’utilisation intermittente.
Zinc-air	1.4	Principalement utilisées pour les piles boutons. Elles ont une durée de vie limitée une fois ouvertes et une capacité de courant faible mais une densité d’énergie élevée.
Cellules et batteries secondaires
Nickel cadmium NiCd	1.2	Étaient d’un usage très courant, mais cèdent aujourd’hui la place aux piles et batteries NiMH en raison des impacts environnementaux. Faible résistance interne et peut fournir de grands courants. Longue durée de vie si elles sont utilisées avec précaution.
Nickel metal hydride NiMH	1.2	Capacité plus élevée mais plus chères que les NiCad. La charge doit être soigneusement contrôlée. Elles sont utilisées dans de nombreuses applications où les NiCad étaient auparavant utilisés.
Lithium ion Lion		La plus grande capacité. Elles sont maintenant largement utilisés dans de nombreux ordinateurs portables, téléphones mobiles, appareils photo. . etc. La charge doit être soigneusement contrôlée et elles ont souvent une durée de vie limitée ~ typiquement 300 cycles de charge-décharge.
Acide de plomb	2.0	Largement utilisée pour les applications automobiles. Relativement bon marché, mais la durée de vie est souvent courte.

Les performances de la technologie des batteries se sont considérablement améliorées ces dernières années. Comme les exigences imposées aux batteries ont augmenté, avec une plus grande capacité requise dans des espaces plus réduits et des niveaux de fiabilité plus élevés, des quantités considérables de recherche ont été investies pour tenter de répondre aux nouvelles exigences.

Ces recherches ont permis d’allonger considérablement les intervalles entre les charges, d’augmenter les niveaux de capacité et d’accroître la fiabilité. À l’avenir, les exigences imposées aux batteries ne feront qu’augmenter et il ne fait aucun doute que la technologie s’améliorera au-delà de toute mesure.

La technologie des batteries devenant un élément de plus en plus important des industries électroniques et électriques, la terminologie et les définitions sont de plus en plus utilisées.

Lorsqu’on parle de batteries et de technologie de batterie, il est souvent utile de pouvoir utiliser les termes, la terminologie et les définitions corrects relatifs aux batteries.

En conséquence, une liste de la terminologie et des définitions les plus couramment utilisées pour les batteries a été compilée ci-dessous :

Définitions, termes et terminologie de la batterie

💠 Anode

La définition de l’anode est l’électrode à laquelle une réaction d’oxydation se produit. Cela signifie que l’électrode anodique est un fournisseur d’électrons. Cependant, le flux d’électrons s’inverse entre les activités de charge et de décharge. Par conséquent, l’électrode positive est l’anode pendant la charge et l’électrode négative est l’anode pendant la décharge.

Afin d’éviter toute confusion, l’anode est normalement définie pour son activité pendant le cycle de décharge. Ainsi, le terme anode est utilisé pour l’électrode négative d’une pile ou d’une batterie.

💠 Batterie

Une batterie est le nom générique d’une unité qui crée de l’énergie électrique à partir d’une énergie chimique stockée. Strictement, elle se compose de deux ou plusieurs cellules connectées dans une disposition série/parallèle appropriée pour fournir la tension de fonctionnement et la capacité requises pour répondre à ses exigences de fonctionnement.

Le terme batterie est également fréquemment utilisé pour désigner une unité constituée d’une seule cellule, notamment lorsqu’elle contient un circuit de gestion de la batterie.

💠 Cathode

La définition de la cathode est l’électrode d’une batterie ou d’un autre système où se produit une réaction de réduction. L’électrode capte les électrons d’un circuit externe. Par conséquent, l’électrode négative de la batterie ou de la cellule est la cathode pendant la charge et l’électrode positive est la cathode pendant la décharge.

Pour éviter toute confusion, la cathode est normalement spécifiée pour le cycle de décharge. Par conséquent, le nom cathode est couramment utilisé pour l’électrode positive de la cellule ou de la batterie.

💠 Capacité

La capacité de la batterie ou d’une pile est définie comme la quantité d’énergie qu’elle peut fournir en une seule décharge. La capacité d’une batterie est normalement spécifiée en ampères-heures (ou milli-ampères-heures) ou en watts-heures.

💠 Cellule

La définition de la cellule est l’unité électrochimique de base qui est utilisée pour créer de l’énergie électrique à partir d’une énergie chimique stockée ou pour stocker de l’énergie électrique sous forme d’énergie chimique. Une cellule de base se compose de deux électrodes entre lesquelles se trouve un électrolyte.

💠 Taux de charge ou taux C

 La définition du taux de charge ou taux C d’une batterie ou d’une cellule est le courant de charge ou de décharge en ampères par rapport à la capacité nominale en Ah. Par exemple, dans le cas d’une batterie de 500 mAh, un taux C/2 est de 250 mA et un taux 2C serait de1 A.

💠 Charge à courant constant

Il s’agit d’un processus de charge où le niveau de courant est maintenu à un niveau constant, quelle que soit la tension de la batterie ou de la cellule.

💠 Charge à tension constante

Cette définition fait référence à un processus de charge dans lequel le voltage de la batterie appliquée à une batterie est maintenue à une valeur constante pendant le cycle de charge, quel que soit le courant consommé.

💠 Durée de vie du cycle

La capacité d’une cellule ou d’une batterie rechargeable change au cours de sa vie. La définition de l’autonomie ou de la durée de vie d’une batterie est le nombre de cycles qu’une cellule ou une batterie peut être chargée et déchargée dans des conditions spécifiques, avant que la capacité disponible ne tombe à un critère de performance spécifique – normalement 80% de la capacité nominale.

Les batteries NiMH ont généralement une durée de vie de 500 cycles, les batteries NiCd peuvent avoir une durée de vie de plus de 1000 cycles et pour les cellules NiMH, elle est inférieure à environ 500 cycles. Les piles au lithium-ion ont actuellement une durée de vie d’environ 300 cycles, mais cette durée s’améliore avec le développement.

La durée de vie d’une cellule ou d’une batterie est grandement influencée par la profondeur du cycle et la méthode de recharge. Une coupure incorrecte du cycle de charge, en particulier si la cellule est surchargée ou chargée à l’envers, réduit considérablement la durée de vie du cycle.

💠 Tension de coupure

Lorsqu’une batterie ou une pile est déchargée, elle suit une courbe de tension – la tension diminue généralement au cours du cycle de décharge. La définition de la tension de coupure pour une cellule ou une batterie est la tension à laquelle la décharge est terminée par tout système de gestion de batterie. Ce point peut également être appelé tension de fin de décharge.

💠 Cycle profond

Un cycle de charge et de décharge dans lequel la décharge est poursuivie jusqu’à ce que la batterie soit complètement déchargée. Il s’agit normalement du point où elle atteint sa tension de coupure, généralement 80 % de la décharge.

💠 Densité énergétique

La densité de stockage d’énergie volumétrique d’une batterie, exprimée en wattheures par litre (Wh/l).

💠 Densité de puissance

La densité de puissance volumétrique d’une batterie, exprimée en watts par litre (W/l).

💠 Capacité nominale

La capacité d’une batterie est exprimée en ampères-heures, Ah, et c’est la charge totale qui peut être obtenue d’une batterie entièrement chargée dans des conditions de décharge spécifiées.

💠 Séparateur

Cette terminologie de batterie est utilisée pour définir la membrane qui est nécessaire dans une cellule pour empêcher l’anode et la cathode de se court-circuiter. Les cellules étant de plus en plus compactes, l’espace entre l’anode et la cathode devient beaucoup plus petit et, par conséquent, les deux électrodes peuvent se court-circuiter et provoquer une réaction catastrophique, voire explosive. Le séparateur est un matériau ou un espaceur perméable aux ions et non conducteur électroniquement qui est placé entre l’anode et la cathode.

💠 Énergie spécifique

La densité de stockage d’énergie gravimétrique d’une batterie, exprimée en wattheures par kilogramme (Wh/kg).

💠 Puissance spécifique

La puissance spécifique d’une batterie est la densité de puissance gravimétrique exprimée en watts par kilogramme (W/kg).

💠 Charge d’entretien

Ce terme fait référence à une forme de charge de faible niveau où une cellule est connectée de manière continue ou intermittente à une alimentation à courant constant qui maintient la cellule en état de charge complète. Les niveaux de courant peuvent être d’environ 0,1C ou moins, selon la technologie de la cellule.

La liste des termes et définitions de la batterie ci-dessus énumère les termes et définitions les plus couramment utilisés. D’autres seront utilisés de temps en temps, mais ils ne sont pas d’un usage aussi courant.

Savoir comment estimer la durée de vie d’une pile avant qu’elle ne soit épuisée et qu’il faille la remplacer ou la recharger est très important de nos jours, alors que de nombreux articles électroniques et électriques fonctionnent sur piles.

Il peut être très utile de connaître la capacité des piles et la durée de vie attendue entre deux charges pour les piles rechargeables ou de savoir quand remplacer les piles non rechargeables.

Par conséquent, les concepts d’autonomie et de capacité des piles sont très importants non seulement pour la conception de circuits électroniques et les concepteurs, mais aussi pour toute personne qui utilise des piles.

Principes de base de la capacité des batteries

Le plus souvent, la capacité d’une batterie est mesurée en termes de charge réelle qu’elle stocke. Il s’agit du courant qu’elle peut fournir et de sa durée.

Comme nous le savons tous, les piles ne durent qu’un certain temps, et il semble souvent qu’elles se déchargent au moment le plus inopportun. Cependant, en comprenant un peu mieux la capacité et l’autonomie des piles, il est possible de planifier un peu mieux leur utilisation.

La capacité d’une batterie, qu’elle soit rechargeable ou non, est le plus souvent mesurée en ampères-heures ou en milliampères-heures.

En général, les ampères-heures sont utilisés pour des articles beaucoup plus grands tels que les batteries de voiture ou de nombreux autres articles électriques où le courant est mesuré en ampères, les unités seront les ampères-heures, tandis que pour les articles plus petits tels que les batteries utilisées pour alimenter les équipements électroniques, la capacité est généralement mesurée en milliampères-heures.

Pour certaines batteries, la capacité sera imprimée à l’extérieur de la batterie, tandis que pour d’autres, il sera nécessaire de consulter la fiche technique.

Par exemple, une pile alcaline AA typique peut avoir une capacité de 2500 mAh, ou milliampères-heures. Cela signifie qu’elle peut fournir 2500 mA ou 2,5 ampères pendant une heure, ou 1,250 ampères pendant deux heures et ainsi de suite.

Cela signifie qu’il est très facile de calculer la durée pendant laquelle une batterie peut fournir un courant constant.

🟢 Ou en ampères-heures :

Durée de vie de la batterie (heures)=Capacité de la batterie (ampères-heures)Courant consommé (ampères)Durée de vie de la batterie (heures)=Capacité de la batterie (ampères-heures)Courant consommé (ampères).

En utilisant ces équations, il est facile de calculer qu’une batterie de 700 mAh sera capable de fournir un courant de 20 mA pendant 700 / 20 = 35 heures.

La réalité de la charge de la batterie

Bien que la théorie concernant la charge et la durée de vie de la batterie semble bonne, ce n’est pas toujours aussi simple que cela.

Bien que la charge maximale maintenue par la batterie puisse sembler donner une longue durée de vie dans les niveaux de courant prévus, la performance idéale ne correspondra probablement pas à la réalité. Il y a plusieurs raisons à cela.

🔸 Autodécharge

Un problème courant qui affecte les batteries rechargeables, bien que les cellules et batteries primaires soient également concernées, est l’autodécharge, c’est-à-dire que les cellules perdent leur charge au fil du temps.

Certaines technologies sont meilleures que d’autres, mais cela peut signifier que si la cellule ou la batterie a été laissée pendant un certain temps, elle n’aura pas autant de charge que prévu.

🔸 Température

La température a un effet sur la quantité de charge que peut délivrer une batterie. Les piles rechargeables sont assez sensibles à la température et doivent toujours être utilisées à température ambiante. Si elles sont utilisées dans le froid, leur efficacité diminuera, tout comme la quantité de charge qu’elles peuvent délivrer.

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FAQ

Quels sont les 3 types de piles ?
Des ordinateurs aux téléphones portables en passant par les appareils de soins personnels, les appareils électroniques alimentés par des piles sont synonymes de société moderne. Nous serions perdus sans nos piles. Il existe trois principaux types de piles disponibles pour les consommateurs. Il s’agit des piles alcalines, des piles nickel-métal-hydrure (NIMH) et des piles lithium-ion.

De quoi dépend une batterie ?
Une pile est un dispositif qui stocke l’énergie chimique et la convertit en énergie électrique. Les réactions chimiques dans une pile impliquent le flux d’électrons d’un matériau (électrode) à un autre, via un circuit externe. Le flux d’électrons produit un courant électrique qui peut être utilisé pour effectuer un travail.

Quelle est la batterie la plus utilisée ?
Les batteries au lithium sont l’un des types de batteries les plus utilisés. Elles offrent la densité énergétique la plus élevée de toutes les autres cellules de piles, ce qui signifie qu’elles stockent plus d’énergie que d’autres piles, comme les piles alcalines.

Quelles sont les 5 parties d’une pile ?
Quelles sont les parties d’une pile ? Sept éléments différents composent une batterie domestique typique : le bac, la cathode, le séparateur, l’anode, les électrodes, l’électrolyte et le collecteur.

Conclusion

Les batteries sont utilisées tous les jours par les gens pour de nombreux appareils portables différents, les automobiles, les bateaux et plus encore. Découvrez quelques faits intéressants et l’histoire importante des piles. Les piles ont été découvertes avant les générateurs mécaniques et les turbines pour créer un flux régulier d’électricité.
Avec la découverte des piles, les gens ont commencé à comprendre l’importance d’avoir une source d’électricité. Dans cet article, on a parlé de batterie et on a essayé de connaître les informations sur la technologie de batterie et les différents types de batterie