Fiche Composants : Piles et Batteries
1. Pile (Primary Battery) non rechargeable
Solution à usage unique pour des objets peu accessibles et qui nécessitent une source d'énergie pendant une longue durée.
De part leur usage unique, elles apparaissent comme peu eco-responsables, mais elles peuvent être une source optimale dans certaines applications peu gourmandes en énergie et peu accessibles comme des objets connectés de type Beacon ou des capteurs.
En général densité de puissance supérieure, et capacité à générer des courant pics plus élevés.
Différentes technologies:
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Technologie |
Tension |
Densité d'énergie (Wh/kg) |
Densité de |
Shelf life (auto- décharge) |
Coût |
Application |
Eco-compatibilité |
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|
Alcaline |
|
100-300 |
moyenne |
Longue 5 |
faible |
applications faible courant |
Sans danger, mais recyclabilité limitée |
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Zinc-Carbone ( |
1.5V |
40-70 |
faible |
Courte 2-3 ans |
Très faible |
applications faible courant (torche, radio, jeux électroniques) |
Mauvais pour électrolyte acide et faible recyclabilité |
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Chlorure de Zinc ( |
1.5V |
60-100 |
Faible à moyenne |
3-5 ans |
Très bas |
Application |
Faible recyclabilité, faible durée de vie |
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Lithium-Disulfure de Fer (LiFeS2) |
1.5V |
Haute 250-300 |
haute |
10-20 ans |
élevé |
Compatible basses températures Appareils portables médicaux, caméra |
impact |
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Lithium-dioxyde de manganèse (Li-MnO2) |
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200-300 moyen mais |
Moyenne |
longue (10 ans et plus) |
élevé |
Equipement portable médical et grand public, systèmes de sécurité |
recyclage |
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Zinc Oxyde d'argent | (Zn-Ag2 | 1.55V |
130-160 |
haute |
3-5 ans |
Très élevé |
montres, calculatrices aides auditives |
recyclage pour récupérer l'argent |
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Zinc-Air | (Zn- | 1.4-1.65V |
100-300 |
Faible à moyenne |
3-5 ans si scellée |
Faible à moyen |
aides auditives |
Bon recyclage |
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Lithium–Chlorure de Thionyle (Li–SOCl₂) |
3.6V |
400–700 |
Faible à moyen |
10-20 ans |
Très élevé |
Réseaux de capteurs IoT, dispositifs médicaux, militaire |
Mauvaise en raison des composés toxiques |
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Lithium–Dioxyde de Soufre (Li–SO₂) |
2.9V |
200–300 |
élevée |
10 ans |
élevé |
Militaire, spatial |
Toxique, précautions d’usage |
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Lithium-Carbone Monofluore (Li–CFₓ) |
3V |
250–700 |
Faible |
10-20 ans |
élevé |
Implants médiaux |
Difficilement recyclable, contient du Fluore |
2. Batterie (Secondary Battery) rechargeable
Le terme batterie s'applique à des solutions comportant plusieurs élements unitaires appelés cellules et qui peuvent intégrer une solution de protection contre les sur-courants, les surcharges ou les décharges trop profondes.
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Technologie |
Tension |
Densité d'énergie Wh/kg) |
Densité de puissance |
Cycles de charge |
Durée de vie sur étagère |
Coût |
Applications |
Eco-compatibilité |
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Nickel-Cadmium (NiCd) |
1.2V |
40-60 |
haute |
1000- 2000 |
1-3 ans autodécharge |
élevé |
Ecairage solaire,de jardin, backup applications critiques |
problème du Cadmium, effet mémoire |
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Nickel Métal Hydrure (NiMH) |
1.2V |
60-120 |
moyenne |
500 - 1000 |
1-5 ans Moyen, autodécharge importante |
moyen |
Altrrnative aux piles AA et AAA, médical, véhicules hybrides |
Pas toxique, recyclage standard du nickel |
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|
Lithium-ion (Li-ion) |
3.6-3.7V |
150-250 |
élevée |
500 - 1500 |
2-5 ans, faible autodécharge |
Moyen à élevé |
Etendues : téléphone, laptops, véhicules électriques |
problème de | sécurité, |||
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Lithium Oxyde de Cobalt | (LiCoO2) |
3. |
180-240 |
moyenne |
500 - 1000 |
2-5 ans |
élevé |
Téléphone, laptops, appareils photos |
Extraction et recyclage du Cobalt |
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Lithium Fer Phosphate | (LiFePO4) |
3. |
90-160 |
haute |
2000 - 6000 |
3-10 ans |
moyen |
Véhicules électriques, stockage pour solaire |
plus |
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NMC Lithium Nickel Manganèse Cobalt |
3.6-3.7V |
180-250 |
haute |
1000 - 2000 |
2-5 ans |
moyen |
Véhicules électriques, circuits de puissance |
Impacte du Ni et Co |
|||
|
NCA, Lithium Nickel Cobalt |
3.6-3.7V |
200-260 |
haute |
1000 - 1500 |
2-5 ans |
moyen |
Véhicules électriques haut de gamme |
Impacte des matériaux Li, Ni et Co |
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|
LMO, Lithium Manganèse Oxyde | (LiMn2O4) |
3. |
100-150 |
haute |
500 - 1000e |
3-7 ans |
moyen |
Outils de puissance, équipements médicaux |
En dehors du Li, Mn est relativement abondant |
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LTO, Lithium Titanate (Li4Ti5O12) |
2.4V |
50-80 |
Très élevée |
5000 - 20000 |
10-20 ans |
Très élevé |
charge rapide, courant élevé, dispositifs médicaux, robotique |
Très fiables et sécures, vie et cycles très longs |
Lithium-Polymère (LiPo) |
3.7V |
150-250 |
élevée |
500 - 1000 |
2-4 ans |
Moyen à élevé |
Drones, |
Impacte de l’extraction du Li |
Nickel–Zinc (NiZn) |
1.6V |
100-150 |
haute |
200 - 500 |
1-3 |
moyen |
Remplacement piles AA et AAA, alternative pour le stockage fiable |
Matériaux courant, mais durée de vie limitée |
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Batterie au plomb |
2V |
20-50 |
moyenne |
300 - 1000 |
6-12 mois |
Très bas |
Automobile, stockage en backup |
Bien recyclée |
|
Technologies émergentes |
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Sodium-ion (Na-ion) |
2.3-3V |
100-160 |
moyenne |
1000 -3000 |
2-5 ans |
faible |
Stockage réseau, véhicule électrique, systèmes portables |
Matériaux abondants |
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Batterie à flux RedOx Vanadium |
1.3-1.6V |
20-50 |
faible |
10000 -20000 |
10-20 ans |
élevé |
Stockage d’énergie de longue durée (réseau) |
Recyclable, stables |
|
SSB, Etat Solide (Solid State) () |
3-4.2V |
300-500 |
Moyen à élevée |
1000 - 5000 |
Très élevé (20 à 30 ans) |
Très élevé |
charge |
sécurité accrue |
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Silicium-Carbone (Si-C) |
3.6-3.7V |
250-350 |
élevée |
500 - 1000 |
2-4 ans |
élevé |
charge rapide Smartphones, v&hicules électriques |
procédés de fab. complexe |