Pile électrique - Définition

Capacité et décharge des piles

Un appareil servant à vérifier la tension d'une pile.

Plus il y a de matériau d'électrolyte et d'électrode dans la cellule, plus grande sera la capacité de la cellule. Donc, une petite cellule aura une capacité moindre qu'une grande, à technologie chimique comparée, parce qu'elle développent le même circuit ouvert de voltage.

À cause des réactions chimiques dans les cellules, la capacité d'une pile dépend des conditions de décharge telle que l'intensité du courant (qui peut varier dans le temps), le voltage utilisable par le dispositif, la température et encore quelques facteurs. La capacité disponible d'une pile dépend en fait de son taux de déchargement possible. Si une pile est déchargée assez rapidement, la capacité disponible sera donc plus basse que prévu.

La capacité de la pile qui est inscrite sur le manteau par les fabricants est généralement la production en 20 heures observée à 20°C sur un équipement normalisé, par cellule. Une pile déclarée à 100 A·h donnera 5 A sur une période de 20 heures à la température normale d'une pièce de vie. Par contre, si elle déjà déchargée à 50 A, c'est qu'elle a une puissance inférieure à ce qui est déclaré.

La relation entre le courant, la décharge et la capacité pour une batterie au plomb est approximativement déterminée par la loi de Peukert modélisant la capacité d'une pile en fonction du courant débité.

où

Q_P est la capacité de décharge à 1 ampère.

I est le courant débité par la batterie en A.

t est le temps que la batterie pourra tenir.

k est une constante empirique de l'ordre de 1.3.

Pour les basses puissances, l'auto-décharge doit être intégrée.

En pratique, une batterie est plus efficace si elle est déchargée avec une basse intensité mais si celle-ci est trop basse, c'est l'auto-décharge qui consommera la majorité de la capacité de la batterie.

La valeur en ampères-heures n'est comparable que pour des tensions similaires. En courant continu, l'énergie est le multiple de l'intensité et du temps par la tension. On obtient donc 1 Wh ↔ 1 Ah x 1 V ↔ 1 A x 1 h x 1 V. Pour une même valeur en Ah, une pile de 3V peut fournir deux fois plus d'énergie qu'une pile de 1,5 V.

Par convention, on donne la capacité comme étant l'intensité qu'elle peut soutenir pendant dix heures jusqu'à 80 % de sa tension nominale. En effet, plus l'intensité est forte, plus rapide est la dépolarisation de la pile.

Marché

En 2004, 875 millions de piles ont été vendues en France (alcalines 75 %, salines 22 %, rechargeables 2 %), 100 millions en Belgique en l'an 2000.

Parmi les fabricants de piles, on peut citer Duracell, Energizer, Sony, Rayovac, Varta, Philips, Panasonic, Saft, Kodak, etc.