Qu'est-ce qui fait vieillir les piles rechargeables? Que peut-on faire pour prolonger la durée de vie de ces batteries?

De nos jours, la plupart des appareils électroniques modernes utilisent des piles rechargeables comme source d'alimentation. De plus, de nos jours, la plupart des batteries rechargeables modernes sont à base de lithium-ion ou de lithium-polymère . Comme tout autre appareil, au fil du temps, ces piles rechargeables perdent la capacité de recharger, de conserver et de décharger l'énergie, les utilisateurs doivent donc remplacer les appareils ou les piles rechargeables.

Je crois comprendre que l'augmentation de la résistance interne de la batterie est la principale cause du vieillissement de la batterie rechargeable. Est-ce exact? Si oui, que peut-on faire pour réduire ou éliminer la résistance interne des piles rechargeables.

Si ma compréhension est inexacte, quelle est la cause du vieillissement des piles rechargeables?

Si les causes du vieillissement de la batterie sont comprises, comment les ingénieurs en électronique peuvent-ils concevoir des circuits de charge et de décharge pour prolonger la durée de vie de la batterie rechargeable?

Les références:

— Mahendra Gunawardena
source

Remarque: J'ai délibérément gardé ensemble la résistance interne / chimie de la batterie et la conception des circuits électroniques

— Mahendra Gunawardena

Avez-vous déjà vu cette page ?

— HDE 226868

C'est un sujet brûlant en recherche et développement avec beaucoup d'argent et toujours pas de solution satisfaisante. Une question très intéressante mais je suppose qu'il n'est pas facile de répondre en détail, surtout pas la deuxième partie.

— Trilarion

J'espère qu'un ingénieur chimiste ou un professionnel de la chimie ou de la recherche pourra fournir des informations. D'un point de vue EE, c'est l'augmentation de l'impédance. La question serait de savoir comment ralentir l'augmentation de l'impédance.

— Mahendra Gunawardena

L'augmentation de la résistance interne pourrait être mieux comprise comme un symptôme du vieillissement, et non comme la cause profonde de celui-ci.

— Solomon Slow

$\text{NiCad}$ $\text{NiMH}$

Je n'ai pas pu trouver grand-chose sur les effets qui n'influencent que les batteries au lithium-ion, mais il y a beaucoup de facteurs transversaux . Voici une courte liste:

Produits chimiques en panne
Passivation (qui affecte les batteries lithium-ion), c'est-à-dire lorsqu'une couche de produits chimiques indésirables se forme sur la cellule de la batterie. Cela traite d'un phénomène connexe à la page 4258:

Malheureusement, lors de la recharge, le lithium a une forte tendance à former des dépôts moussus et des dendrites dans les solvants organiques liquides habituels (cf. figure 15B). Cela limite la durée de vie à 100-150 cycles (considérablement inférieure aux 300 cycles requis pour une cellule commerciale), tout en augmentant le risque d'incident de sécurité.
Contraintes mécaniques et fuites. Les batteries peuvent être endommagées de diverses manières, provoquant la rupture des composants internes et la fuite de produits chimiques. Cela peut être très dangereux pour les humains.

k = UNE e^{- E_{une} / R T}

$k=Ae^{-E_a/RT}$

Enfin, il y a le phénomène d' autodécharge , qui est lorsque des réactions indésirables dans la batterie "rongent", pour ainsi dire, à la capacité de la batterie. Le processus peut différer selon le type de batterie. Battery University a une page là-dessus , que vous avez peut-être déjà vue. Il rappelle que la température peut accélérer ce processus. Assez effrayant, les batteries au lithium-ion peuvent décharger jusqu'à 5% au cours des 24 premières heures, puis ralentir à 1-2% par mois par la suite.

— HDE 226868
source

Qu'est-ce qui cause l'effet mémoire? Comment les dendrites sont-ils nuisibles? L'autodécharge contribue-t-elle à une perte de capacité à long terme ou utilise-t-elle uniquement la capacité sur cette charge?

— Rick

@Rick Wikipedia donne un processus temporaire connexe et le mécanisme derrière lui: la dépression de tension est causée par une surcharge répétée d'une batterie, qui provoque la formation de petits cristaux d'électrolyte sur les plaques. Ceux-ci peuvent obstruer les plaques, augmenter la résistance et abaisser la tension de certaines cellules individuelles de la batterie. Cela fait que la batterie dans son ensemble semble se décharger rapidement car ces cellules individuelles se déchargent rapidement et la tension de la batterie dans son ensemble diminue soudainement.

— HDE 226868

Re, " L' effet mémoire". Consultez z80.info/nicd2.txt La version courte est, Oui, il y a un tel effet, mais la plupart des problèmes qui lui ont jamais été imputés étaient en fait dus à d'autres problèmes (en particulier, des chargeurs d'entretien mal conçus). Ces informations proviennent finalement d'ingénieurs de la NASA qui étaient prêts à dépenser beaucoup d'argent pour comprendre les batteries qu'ils prévoyaient d'envoyer en mission spatiale.

— Solomon Slow