Accumulateur nickel-métal hydrure - Définition

Description

Les accumulateurs nickel métal hydrure ou NiMH ont été commercialisés vers 1990 et présentent une énergie volumique supérieure d'au moins 30% par rapport aux accumulateurs NiCd (Cadmium-Nickel) et sont aujourd'hui eux-mêmes dépassés en termes d'énergie massique par les accumulateurs Li-ion (Lithium-ion) et Lithium-Polymère.

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 ainsi qu'une absence d'effet mémoire.

Hormis le nickel (sous forme d'hydroxyde) de l'électrode positive, les accumulateur NiMH utilisent comme électrolyte une solution d’hydroxyde de potassium (potasse - KOH) ainsi qu'un alliage hydrurable à base lanthane (terre rare) et de nickel de type LaNi5.

Leurs fabrication et recyclage doivent néanmoins être effectués très soigneusement, par exemple l’hydroxyde de potassium réagit violemment avec l’eau, il est irritant et corrosif pour la peau, les yeux, les voies respiratoires et digestives.

Charge

Courbes de tension de charge selon l'intensité. C représente la Capacité en A.h

Traditionnellement la charge d'un accumulateur au Nickel de capacité C se fait à I=C/10h, c’est-à-dire pour une durée de charge théorique de 10 heures (en pratique plus proche de 14h). 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. La détection n'est fiable que pour une charge rapide, soit de l'ordre de C/1h ou même de C/15min. Un chargeur optimal combinerait plusieurs caractéristiques:

1. charge rapide t < 1h
2. détection de fin de charge par (δv/δt)<0, ou par le point d'inflexion (δ²v/δt²)=0 ,
3. surveillance de la température de l'accumulateur,
4. temporisation de sécurité,
5. détection des accumulateurs défectueux.

La batterie de prédilection des véhicules hybrides

Les batteries NiMH sont actuellement 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 1,5 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).

Actuellement, toutes les batteries défectueuses sont renvoyées au Japon chez Panasonic, qui se charge du recyclage. À terme, celui-ci devrait être effectué en France par la SNAM où le processus de recyclage est toujours en cours de développement.

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 pollue pas comme le Nickel-cadmium

Points faibles du NiMH

• Résistance interne plus élevée que le Nickel-cadmium
• 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