La durée de vie des batteries lithium-ion

 

Les batteries lithium-ion sont actuellement la meilleure technologie disponible sur le marché. Ces batteries performantes sont privilégiées et extrêmement répandues. Depuis leurs débuts, elles ont fait l’objet de nombreuses recherches. En effet, l’évolution des batteries lithium-ion a été permanente avec une amélioration de la sécurité, des performances, des capacités et de l’autonomie. 

Avec cette course à l’énergie et la forte croissance du marché des batteries pour les véhicules électriques et le stockage d’énergie, les recherches s’accélèrent et comportent des enjeux scientifiques et écologiques importants. En parallèle, de nouvelles technologies présentant des systèmes différents, telles que la batterie tout-solide et la batterie lithium-soufre émergent, mais sans aboutir à des concrétisations technologiques conduisant à une industrialisation. 

Les batteries lithium-ion font preuve de nombreux avantages qui expliquent leur développement depuis 1991. Ces batteries possèdent une densité énergétique élevée et une faible auto-décharge. Elles sont légères et offrent une excellente durée de vie (nombre de cycles de charge-décharge).

 

Le fonctionnement d’une batterie lithium-ion

Une batterie lithium-ion est un dispositif de stockage d’énergie électrique qui transforme l’énergie chimique en énergie électrique, grâce à l’échange d’ions lithium entre une électrode positive (la cathode) et une électrode négative (l’anode).

Lors du fonctionnement de la batterie (la décharge), les ions lithium se déplacent de l’électrode négative au sein de l’électrolyte vers l’électrode positive. Les électrons circulent de l’anode vers la cathode par le circuit extérieur, ce qui produit un courant.

Avec des cycles répétés de charge-décharge, le lithium métallique peut s’accumuler sous forme de dendrites (petits cristaux de lithium) dans l’électrode liquide. Ce lithium n’est donc plus disponible pour faire fonctionner la batterie, ce phénomène peut engendrer une dégradation des performances.

Pour en savoir plus sur le fonctionnement des batteries lithium-ion : Ce qu’il faut savoir sur les batteries lithium-ion

 

La durée de vie d’une batterie lithium-ion 

La durée de vie des batteries lithium-ion dépend de leur qualité de fabrication, du type d’appareil et de la fréquence d’utilisation.

Une batterie lithium-ion peut être rechargée de nombreuses fois, entre 500 et 1000 cycles. Un cycle correspond à une décharge totale, puis à une recharge complète. On détermine la fin de vie d’une batterie lithium-ion lorsque celle-ci perd 20 à 30 % de ses capacités de stockage. A savoir qu’une batterie lithium-ion continue de vieillir même lorsqu’elle n’est pas utilisée.

La température peut aussi influencer sur le long terme la durée de vie de la batterie lithium-ion, mais elle n’impacte pas ses performances. A contrario, lorsqu’une batterie lithium-ion est exposée au froid ses performances peuvent être impactées, mais sans avoir de conséquence sur la durée de vie.

 

Optimiser la durée de vie des batteries lithium-ion

Des gestes simples permettent d’optimiser la durée de vie de la batterie. Il est conseillé de ne pas attendre la décharge intégrale de la batterie lithium-ion. Pour cela, il est conseillé de la charger aux alentours de 10 % d’autonomie (et même avant), ce qui permet d’éviter les décharges profondes. Des décharges successives pourraient endommager la batterie, elle vieillirait ainsi plus rapidement. 

Une batterie lithium-ion inactive s’use plus rapidement, il est alors conseillé de l’utiliser régulièrement pour lui offrir une meilleure durée de vie. En cas de non-utilisation de la batterie lithium-ion durant plusieurs mois, il est important de la stocker dans un lieu sec et tempéré hors de son appareil. Puis la recharger tous les mois entre 20 et 30 minutes, évite un vieillissement prématuré.