Tension de la batterie (Li-SOCl) variant avec l'orientation

Nous utilisons cette batterie au lithium 3,6 V (ER14505) pour alimenter le circuit du microcontrôleur dans l'un de nos appareils. L'appareil est capable de signaler le niveau de la batterie. Étant donné que le seuil de brunissement des contrôleurs est à 2,7 V, nous utilisons la plage de 2,9 V à 3,5 V pour signaler 0-100% (la batterie doit être remplacée à 0%).

Lors du test de l'appareil, nous avons remarqué des baisses sporadiques de l'ordre de 20 à 40% que nous n'avons pas pu expliquer. Lors de notre enquête, nous avons remarqué que la tension de la batterie varie jusqu'à 200mV selon l'orientation de l'appareil!

Nous avons donc pris une seule batterie et un multimètre et avons fait quelques tests:

• Sans charge, la tension reste la même
• Avec une charge de 150 Ohm (22mA@3,3V), nous avons pu confirmer que la tension change de près de 200mV du meilleur cas à l'orientation du pire cas
• Les batteries "fraîches" ne sont pas autant affectées que les cellules qui sont utilisées depuis un certain temps (toujours environ 3,6 V sans charge)

J'ai essayé Google pour recueillir des informations sur ce phénomène, mais je n'ai pas pu trouver quelque chose d'utile.

Quelqu'un a-t-il des informations sur ce qui se passe exactement, quels types de batteries sont affectés ou si nous manquons quelque chose d'évident?

Ok, après quelques recherches supplémentaires, je pense avoir trouvé des informations utiles d'autres fabricants. Je vais simplement citer quelques points d'intérêt.

De la brochure technique Batteries LTC

En fonction de la conception mécanique des cellules et des propriétés du système, il existe une certaine dépendance de la capacité disponible à l'orientation des cellules pendant la décharge. L'effet est causé par la tendance de l'électrolyte à se déplacer vers l'espace vide et inactif de la batterie si l'orientation s'écarte de la direction préférée. L'effet capillaire des pores de la cathode et du séparateur agit contre cette tendance. En conséquence, l'effet d'orientation est plus petit pour les cathodes minces que pour les cathodes épaisses et n'est même pas observable lorsque les courants de décharge sont très faibles ou lorsque les batteries sont déplacées pendant la décharge [...]
À l'extrémité du courant élevé, la capacité disponible de les grosses cellules (C, D, DD) sont affectées si les batteries sont déchargées à l'envers. Par conséquent, cette orientation doit être évitée si possible.

Extrait du manuel Cellules cylindriques au lithium primaire - VARTA

Dans une installation à l'envers, la capacité de plus petite taille (1/2 AA, AA) est moins affectée, que le courant de décharge soit élevé, nominal ou faible. Cependant, la capacité de plus grande taille (C, D) en particulier à un courant de décharge plus élevé est affectée. Dans une installation à l'envers, le lithium et la cathode sont situés dans une zone fixe tandis que l'électrolyte tombe au fond dans ce cas. Au sommet de la cellule, il y a un espace laissant une zone de l'anode et de la cathode, non couverte par l'électrolyte. Les cellules de plus grande taille ont un espace vide plus grand, de sorte que la diminution de capacité dans une installation à l'envers est plus élevée que dans les cellules de plus petite taille. (Environ 20 à 40% de sa capacité à un même courant de décharge plus élevé.)

Bien que nous ne soyons pas «à l'extrémité du courant élevé» et que nous utilisons une pile AA, les mesures ci-dessus confirment que «à l'envers» est la pire orientation.

L'orientation est donc très importante lors de l'utilisation de cellules au lithium-chlorure de thionyle. L'apprentissage ne s'arrête jamais ...