Les batteries nécessitent des calculs fréquents concernant la perte de capacité et la durée de vie restante. Généralement, une batterie doit être remplacée une fois que sa capacité chute à 80 % de sa capacité d'origine. Cependant, le seuil ultime de fin de vie-de-pour une batterie varie en fonction de l'application spécifique, des préférences de l'utilisateur et des politiques de maintenance de l'entreprise.
Le stockage d'énergie d'une batterie peut être visualisé comme trois zones distinctes : la zone vide (disponible pour le chargement), la zone disponible (énergie prête à l'emploi) et la zone inactive/inutilisable (causée par l'utilisation et le vieillissement), souvent appelée « zone rocheuse », comme illustré dans la figure ci-dessous.
La dégradation de la batterie commence dès sa fabrication. Une nouvelle batterie est censée fournir 100 % de sa capacité nominale, mais la plupart des batteries utilisées réellement ne parviennent pas à atteindre ce niveau.
À mesure que la zone utilisable de la batterie diminue, la quantité d’énergie pouvant être stockée diminue et le temps de charge devient progressivement plus court. Dans la plupart des cas, la capacité de la batterie diminue de façon linéaire en raison du cycle d'utilisation et du vieillissement. De plus, une décharge profonde sollicite davantage la batterie qu’une décharge partielle. Il est donc conseillé de ne pas vider complètement la batterie, mais de la recharger fréquemment. Cependant, pour les batteries à base de nickel-et les batteries intelligentes utilisées à des fins d'étalonnage, une décharge profonde périodique est recommandée, car elle permet d'éliminer « l'effet mémoire » dans les batteries à base de nickel-. Les batteries au lithium à base de nickel- peuvent généralement subir 300 à 500 cycles de charge complète-décharge avant que leur capacité ne diminue à 80 %.
Les cycles de charge-décharge ne sont pas la seule cause de dégradation de la capacité. Le stockage des batteries au lithium à des températures élevées peut également entraîner une perte de capacité. Une batterie au lithium complètement chargée stockée à 40 degrés (104 degrés F) pendant un an sans utilisation peut perdre jusqu'à 35 % de sa capacité. La charge et la décharge ultra-rapides sont également nocives, réduisant potentiellement la durée de vie de la batterie de moitié- cet effet est particulièrement évident dans les cellules au lithium individuelles. Les batteries ont une densité énergétique plus élevée, mais elles sont plus sensibles en raison des variations entre les cellules individuelles.
Les spécifications des appareils sont souvent basées sur des piles neuves ; cependant, cela ne représente qu’une brève étape initiale et ne peut pas être maintenue longtemps. Comme pour un athlète, les performances diminuent progressivement avec le temps, et si rien n'est fait, cela finira par entraîner des pannes liées à la batterie.
La dégradation de la capacité de la batterie et sa durée de vie globale doivent être régulièrement évaluées. Lorsque la capacité chute à 80 %, la batterie doit être remplacée. Le -seuil de-vie d'une batterie peut varier en fonction de l'application, des préférences de l'utilisateur et des politiques de garantie de l'entreprise. Les pannes mécaniques étant relativement rares, la dégradation de la capacité devient l’indicateur le plus fiable pour déterminer le calendrier de remplacement. Ceci peut être évalué en vérifiant la capacité des batteries en service tous les trois mois. De plus, des technologies caractérisant l’état de charge des chargeurs sont également en cours de développement.
Outre la dégradation liée au vieillissement-, la sulfatation et la corrosion du réseau sont les principaux facteurs affectant la dégradation des batteries au plomb-acide. La sulfatation fait référence à la formation d'une fine couche de film sur la plaque négative lorsque la batterie reste à un état de charge faible. Si elle est détectée tôt, cette condition peut être éliminée grâce à une charge d’égalisation. La corrosion du réseau peut être atténuée en améliorant le régime de charge ou en adoptant des méthodes de charge flottantes optimisées.
Pour les batteries à base de nickel-, la "zone rocheuse" inactive est généralement provoquée par la formation de structures cristallines dans les matériaux actifs, également connue sous le nom d'"effet mémoire". Les cycles de charge-décharge profonde peuvent souvent restaurer la capacité de la batterie à son niveau maximum. Une décharge périodique peut également aider à contrôler le processus de cristallisation et à éviter d'endommager le séparateur.
Le vieillissement des batteries lithium-ion est dû à l'oxydation des matériaux internes. Cela fait partie du processus d’utilisation et de vieillissement, qui se produit naturellement et de manière irréversible.
https://www.ryderelectronics.com/electric-vélo-batterie/basse-vitesse-véhicule-batterie.html
