A droite et à gauche une vraie batterie nickel-fer découpée pour montrer les composants. On voit bien les pochettes en acier percé contenant la poudre de nickel et de fer.
Les accumulateurs Nickel-Fer sont très spécifiques et sont décrits sur cette page. Il ne s'agit pas vraiment d'accumulateurs utilisés en photographie, mais on en trouvait (dans les années '60) dans les caravanes comme batterie d'alimentation.
La batterie nickel-fer NiFe est utilisée avec electrolyte liquide. On reconnait ces batteries aux éléments qui sont souvent fabriqués en acier (et non en plastique moulé). Elles étaient souvent utilisées dans les mines (pour l'éclairage et la traction). Des batteries de traction de 50 ans d'age sont encore en parfait état de marche: il suffit de rincer les éléments et de remplacer l'électrolyte.
Contrairement aux batteries acide-plomb, l'électrolyte n'est pas utilisé dans la réaction chimique: son rôle se limite au transport d'ions. La concentration de l'électrolyte n'influence pas le fonctionnement de la batterie et on peut aussi bien utiliser de la potasse ou de la soude caustique. Le meilleur rendement est obtenu avec de la potasse caustique additionnée d'un peu d'hydroxide de lithium (95% KOH, 5% LiOH).
La batterie NiFe est parfaite pour la caravane car elle peut être totalement déchargée, elle résiste aux surcharges et ne gèle pas l'hiver. La longévités des batteries nickel-fer est dû au fait que les métaux des électrodes (nickel et fer) sont stables dans l'électrolyte utilisé. Cette stabilité fait aussi que ces batteries ne peuvent pas fournir un courant très important (batterie de démarrage). On recommande de limiter le courant à 0.2C (pour une batterie de 100Ah un courant de recharge ou de décharge de 20A). Cela n'est normalement pas une contrainte pour les batteries de caravanes. Un courant plus important ne détruit pas la batterie, mais fait fortement chûter le rendement. Ces batteries résistent même aux cours-circuits, car le courant maximal est limité.
Une utilisation courante (jusque dans les années 1970) était l'éclairage de secours. On est sûr que l'éclairage fonctionnera quand on en aura besoin, car ces batteries sont inusables et ne demandent pas d'entretien. La production de gaz est évitée par la présence d'un brin de platine qui fait se recombiner l'oxygène et l'hydrogène: il ne faut donc pas ajouter d'eau tant que la tension de charge ou le courant n'est pas trop important. Ces batteries peuvent être totalement déchargées (donc jusqu'à 0V): la capacité effective est donc plus importante que la capacité annoncée, mesurée jusqu'à une tension d'1V.
L'entretien se limite à ajouter de l'eau distillée si nécessaire (en cas de panne de chargeur et donc surcharge). Tous les 10 ans, on recommande de remplacer l'électrolyte: décharger la batterie, vider l'électrolyte, rincer et puis remplir avec de l'électrolyte neuf. L'électrolyte peut se déteriorer par absorption de carbonate (gaz carbonique de l'air). Si possible, il faut également remplacer les joints d'étanchéité.
La courbe à droite est une courbe de décharge d'un élément Ni-Fe. On remarque la courbe pratiquement plane durant toute la décharge. Le courant demandé influence plus la tension fournie que l'état de charge (c'est ainsi qu'une charge/décharge à faible courant permet un rendement plus élevé).
Avantages des batteries Nickel-Fer:
Inconvénients des batteries Nickel-Fer:
Ces batteries sont encore utilisées dans les régions isolées ne disposant pas d'électricité. La capacité de telles batteries van de 100 à 1000Ah sous 12, 24 ou 48V (1.2 à 48kWh). Des panneaux solaires et/ou une éolienne fournissent le courant qui est stockés dans les accumulateurs. Ces batteries fixes sont réputées inusables.
Ces batteries ont été utilisées comme batteries de démarrage dans les automobiles jusqu'après la seconde guerre mondiale (surtout dans les voitures haut de gamme). Ces batteries ont en effet une meilleure fiabilité mais coutent plus cher. La dernière photo provient d'un cours d'électricité automobile d'après la guerre. Puis les lois du marché ont joué et on ne trouve plus que des batteries au plomb.
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Les accumulateurs nickel-fer étaient utilisés à grande échelle sur les Chasseurs de Mines Tripartites (navires utilisés par les français, les belges et les néerlandais). Ces accus sont actuellement remplacés par des batteries à l'acide-plomb de qualité "Marine" (ces accumulateurs résistent mieux aux décharges profondes), mais leur durée de vie n'est pas très bonne à cause des nombreux cycles auquels les batteries sont soumises. Quand le navire va en black out, les seules sources d'énergie sont les batteries. Si la panne se produit au début du week end, toutes les batteries du navire seront totalement déchargées le lundi matin, et certaines batteries ne pourront plus être rechargées.
A droite et à gauche une vraie batterie nickel-fer découpée pour montrer les composants. On voit bien les pochettes en acier percé contenant la poudre de nickel et de fer.
Ces accus ont également une contenance en électrolyte plus grande que ce qui est effectivement nécessaire (un tiers du volume forme la réserve d'électrolyte).
On a vu qu'un des avantages de ces accus est que la concentration de l'électrolyte n'a pas une très grande importance. On remplit l'élément avec un électrolyte relativement dilué jusqu'au niveau maximum. Le niveau de l'électrolyte peut très fort baisser sans que les plaques n'arrivent à l'air libre. L'entretien peut donc être plus espacé dans le temps, mais cela réduit évidemment la capacité disponible (qui est formée par la quantité de fer et de nickel).
En cas d'évaporation ou en cas d'électrolyse, l'accu ne perd que de l'eau. Quand on ajoute du liquide, il ne faut ajouter que de l'eau déminéralisée.
Une aternative très interessante aux batteries nickel-fer sont les batteries lithium-fer (lithium iron phosphate). Ces batteries peuvent facilement remplacer les traditionelles batteries à l'acide dans des applications où il y a une forte décharge. La batterie se compose de 4 éléments pour obtenir 12V (au lieu de 10 ou 6 éléments).
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