La durée de vie des accus au lithium est limitée. Il y a des technologies qui sont plus fragiles que d'autres, mais il existe des techniques pour augmenter le plus possible la durée de vie des accus.

La durée de vie des accus au lithium est limitée. Vous l'aurez sûrement remarqué, quand l'accu de votre téléphone ne tient plus la charge pendant toute une journée.

Lors de la charge et de la décharge, les ions lithium se déplacent d'un pôle à l'autre à travers une membrane semi-perméable. Les électrodes forment un grillage microscopique et les ions lithium viennent s'intercaler dans les trous du grillage.

Facteurs qui déterminent la durée de vie de l'accu

• La capacité d'un élément diminue à chaque utilisation.
  Les ions lithium se fixent et ne peuvent plus être utilisés pour transporter des électrons. Dans les accus lithium, ce sont en effet les ions lithium qui transportent la charge d'un pole à l'autre. Le lithium est un élément très réactif et des impuretés dans l'élément vont lier le lithium, qui ne peut alors plus se déplacer. La production est actuellement très bien au point et le taux d'impuretés ne joue plus aucun role significatif. Mais la charge et décharge poussée font apparaitre des composés stables qui ne participent plus aux réactions.

  La capacité d'un accu de 1000mAh peut ainsi passer à 600mAh. l'accu peut toujours être utilisé, mais devra être rechargé plus souvent. Si à l'origine une décharge de 500mA correspondait à une décharge de 50%, maintenant c'est devenu une décharge de 83% qui stresse plus l'élément.

• La résistance interne d'un élément augmente un peu à chaque cycle.
  La membrane semi-perméable se bouche à la longue, mais surtout: les couches ont tendance à se séparer. La résistance interne plus élevée fait que l'accu ne peut fournir qu'un cournt plus faible. Si le courant est trop important, la tension chute trop fort, ce qui peut activer les protections.

  L'effet se fait surtout sentir avec les accus lithium-polymère où l'électrolyte n'est pas un liquide mais un gel épais. Les accus sous forme de sachets ont une durée de vie très limitée, surtout quand ils ne sont plus maintenus compressés dans un boitier.

  Les éléments cylindriques avec couches enroulées tiennent mieux le coup, car la pression sur les couches est maintenue en permanence. C'est pour cela que Tesla utilise des éléments ronds, même si on perd de la place. Les creux ainsi formés servent de conduit d'air pour le refroidissement des éléments. Comme quoi un inconvénient peut se transformer en avantage.

• Changement de la structure des électrodes
  L'ion lithium absorbé par l'électrode ne produit normalement pas de changement de la structure de l'électrode (contrairement aux batteries plomb-acide), mais chaque cycle peut endommager légèrement la structure.

• Une charge ou décharge maximale génère des composés stables qui ne peuvent plus participer aux réactions.
  Il s'agit du Li2O (oxide de lithium) en charge et de Co2o (oxide de cobalt) en décharge. En pratique on ne peut utiliser que 50% du lithium présent dans l'élément et il faut limiter la tension à 4.2V en charge et 2.5V en décharge. Pour être absolument sûr, le mieux est de ne pas dépasser les limites de 4.1V et 3V.

Influence de la technologie utilisée et facteurs externes

La température influence la durée de vie. Si un accu a une durée de vie de 3 ans à 25°, sa durée de vie à 35° sera de 2 ans.

Ce sont les accus lithium classiques qui s'usent le plus vite (lithium cobalt LCO et lithium manganèse LMO), ce sont les accus avec une tension de 3.6 à 3.7V. On retrouve ce type d'acu dans la plupart des appareils grand public car les accus ont une capacité élevée. Les accus lithium-fer-phosphate (LFP) ont une durée de vie beaucoup plus longue. La tension d'un élément est de 3.2V.

Si tu achètes un appareil qui est resté lengtemps au magasin, il est possible que s'il contient un accu au lithium, celui-ci soit déjà usé avant même d'être utilisé pour la première fois. Ce n'est pas le cas ici (image à droite), l'accu semble avoir été fabriqué en décembre 2015 et a été utilisé pour la première fois en mai 2016.

La température dans la voiture peut monter à plus de 60° au soleil. L'accu d'un navigateur doit être remplacé au bout de deux ans. Sur l'autocollant, il est indiqué de ne pas exposer à des températures supérieures à 60° pour éviter les risques d'explosion. Or quand l'appareil fonctionne, sa température augmente de 10° par rapport à la température environante.

La presse a déjà fait cas d'appareils placés derrière le pare brise qui ont explosé, mettant le feu à toute la voiture. Actuellement la technologie est heureusement mieux maitrisée.

Dans mon cas, l'accu perdait de plus en plus rapidement sa charge, même quand l'appareil n'était pas en fonctionnement. Au bout d'une semaine, l'accu avait totalement perdu sa charge, et c'est très embêtant, car j'utilise souvent le navigateur quand je me promène en ville.

Maintenant j'ai remplacé le navigateur par un smartphone (hélas également avec un accu...). Mais si les accus des voitures électriques semblent bien tenir le coup (les premières Teslas ont dépassé le cap des 400.000 kilomètres grâce à leurs accus cylindriques), ce n'est pas le cas de tous les accus.

Les accus des appareils photo numériques sont connus pour ne pas tenir le coup très longtemps. Même les accus d'origine ne sont pas très bons. Au bout de deux ans, il faut penser à remplacer l'accu, même si l'appareil n'a pas été utilisé souvent.

Si vous êtes photographes professionel, if vaut mieux acheter directement un accu de réserve. Avec un accu neuf, vous pouvez prendre environ 500 photos (cela dépend grandement des circonstances: si vous utilisez beaucoup le viseur électronique vous ne pourrez faire qu'environ 200 photos).

C'est plus difficile à décider si vous ne prenez pas tellement de photos: si vous achetez directement un accu de réserve avec votre appareil, vous risquez que le second accu soit usé au bout de deux ans, même si vous ne l'avez pas utilisé. Il vaut alors mieux acheter un second accu au bout d'un an, quand le premier commence à montrer des signes de fatigue.

• Avant la première utilisation, égalisez le pack (charge pendant 8 heures). Vous pouvez refaire une égalisation tous les 4 mois environ. Il s'agit d'une recharge complète qui use plus l'accu qu'une charge partielle.

• Par après, une charge complète n'est pas nécessaire: limitez la charge à 80 ou 90% si vous n'avez pas besoin de la capacité maximale. La durée de vie de l'accu sera doublée. Déconnectez le chargeur en fin de charge et enlevez l'accu.

• Ne déchargez pas totalement les accus: c'est moins néfaste que pour les accus au plomb, mais une décharge profonde limite le nombre de cycles.

• Enlevez les packs des appareils que vous n'utilisez pas (camescopes uniquement utilisés en été). Chargez les à environ 50-70% et stockez-les au frais. Les accus qui restent dans l'appareil peuvent être déchargés par un léger courant de fuite. Il est alors recommandé de charger légèrement l'accu tous les trois mois pour compenser la décharge.

• Maintenez les accus au frais à tout moment: pendant la charge et la décharge (ils ont tendance à chauffer), mais également au repos. Il est recommandé de laisser reposer l'accu entre deux cycles pour permettre à la température de redescendre. Le temps de repos est surtout nécessaire en fin de charge pour permettre à la structure de se reformer (passivation).