Accumulateur nickel-hydrure métallique
| Accumulateur nickel-hydrure métallique | |
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| Caractéristiques | |
| Énergie/Poids | 30 à 80 Wh/kg |
| Énergie/Volume | 140 à 300 Wh/ℓ |
| Rendement charge-décharge | 66 % |
| Auto-décharge | 20 % par mois |
| Durée de vie | 24 à 48 mois |
| Nombre de cycles de charge | 500 à 1000 |
| Tension nominale par élément | 1,2 V |
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Un accumulateur nickel-hydrure métallique ou NiMH (de l'anglais nickel-metal hydride) est un accumulateur électrique rechargeable utilisant de l'hydrure métallique (composé permettant de stocker de l'hydrogène) et de l'oxyhydroxyde de nickel comme électrode.
Les accumulateurs NiMH ont été commercialisés vers 1990 et présentent une énergie volumique supérieure d'au moins 30 % par rapport aux accumulateurs NiCd (Nickel-Cadmium). Ils sont aujourd'hui eux-mêmes dépassés en termes d'énergie massique par les accumulateurs Li-ion (Lithium-ion) et Lithium-Polymère.
La technologie NiMH est extrêmement répandue dans les accumulateurs (piles rechargeables) domestiques 1,2 V d'usage courant :
- Les modèles AA/LR6 dont la capacité peut atteindre 2 700 mAh pour les plus performants ;
- Les modèles AAA/LR3 dont la capacité maximale est de 1 000 mAh.
L'avantage, en matière d'environnement, des batteries d'accumulateurs NiMH est l'absence de cadmium et de plomb, deux matériaux très polluants. En outre, elles possèdent de meilleures performances et une plus faible sensibilité à l'effet mémoire.
Hormis le nickel (sous forme d'oxy-hydroxyde) de l'électrode positive, les accumulateurs NiMH utilisent comme électrolyte une solution d’hydroxyde de potassium (potasse - KOH) ainsi qu'un alliage hydrurable à base de lanthane (terre rare) et de nickel de type LaNi5.
Leurs fabrications et recyclages doivent néanmoins être effectués très soigneusement, par exemple l’hydroxyde de potassium est irritant et corrosif pour la peau, les yeux, les voies respiratoires et digestives.
Sommaire |
[modifier] Charge
La charge optimum d'un accumulateur au nickel de capacité C se fait à I=C/10, c’est-à-dire pour une durée de charge théorique (si le rendement était de 100%) de 10 heures (en pratique on applique ce courant C/10 pendant 14h) et avec une tension inférieure ou égale à 1.6V par élément. Les accumulateurs NiMH ne supportant pas d'être surchargés (sauf par un courant d'entretien très faible < C/20h), il est recommandé en pratique d'utiliser un chargeur qui détecte automatiquement la fin de charge. Pour les chargeurs non équipés de détection de température, la détection n'est fiable que pour une charge rapide, soit de l'ordre de C/1h ou même de C/15min. Même si ces chargeurs rapides sont les plus répandus dans les applications domestique, ces temps de charge très rapides dégradent la capacité des accumulateurs au cours des cycles.
Différentes caractéristiques des chargeurs :
- temps de charge (rapide t < 1h, normal 14h ou combiné : rapide sur 2h + fin de charge lente)
- détection de fin de charge par (δv/δt)<0, ou par le point d'inflexion (δ²v/δt²)=0 (valable uniquement pour les charges rapides)
- surveillance de la température de l'accumulateur,
- temporisation de sécurité,
- détection des accumulateurs défectueux
- courants de limitation, diagramme de fonctionnement
- cycle de décharge puis de charge
- courant d'entretien après charge (mode appelé floating ou trickle).
[modifier] La batterie de prédilection des véhicules hybrides
En 2010, les batteries NiMH sont le standard pour équiper les voitures hybrides (moteur à combustion + moteur électrique). En effet malgré des performances en retrait par rapport aux batteries à base de lithium, elles gardent l'avantage de bien supporter de forts courants de charge et de décharge et sont beaucoup plus sûres en cas de surchauffe.
La Toyota Prius et la Honda Civic IMA, par exemple, sont toutes deux équipées d’une batterie Panasonic (Matsushita) NiMH, de 1,3 kWh (39 kg pour la première et de 28 kg pour la seconde). Ces batteries sont prévues pour durer toute la durée de vie du véhicule (garanties 8 ans).
Jusqu'en 2010, les batteries défectueuses étaient renvoyées au Japon chez Panasonic, qui se charge du recyclage. Aujourd'hui, celui-ci devrait être effectué en France par la SNAM, en vertu de l'accord[1] signé le 24 juin 2010 avec Toyota France pour la collecte et le recyclage des batteries nickel-hydrure métallique des véhicules hybrides des marques Toyota et Lexus sur le territoire Français.
[modifier] Points forts du NiMH
- Contient beaucoup plus d'énergie que le Nickel-cadmium
- Peu sensible à l'effet mémoire
- Simple à stocker et transporter
- Ne contient pas de cadmium
[modifier] Points faibles du NiMH
- Ne supporte pas le dépassement de charge
- Détection de fin de charge difficile (Δv très faible)
- Durée de vie plus faible que le Nickel-cadmium en nombre de cycles
