Avant de discuter des batteries à décharge profonde, il est important de comprendre les bases des batteries, telles que cycles et la profondeur de décharge (DoD).
Un cycle est une décharge complète et une recharge d’une batterie. Le DoD mesure la capacité utilisée pendant la décharge, 100 % du DoD équivalant à une décharge complète.
L'état de charge (SoC) reflète la charge restante, où 100 % DoD correspond à 0 % SoC. Une décharge profonde se produit lorsque 80 à 100 % de la capacité est utilisée.
Qu’est-ce qu’une batterie à décharge profonde ?
Une batterie à décharge profonde est conçue pour des décharges profondes continues de 80 à 100 % DoD. Les batteries à haut débit peuvent gérer quelques cycles profonds si les taux de décharge et de charge sont strictement suivis, mais des cycles profonds répétés peuvent entraîner leur défaillance au fil du temps. Les fabricants recommandent généralement de ne pas décharger en dessous de 45 % pour prolonger la durée de vie de la batterie.
Types de batteries à décharge profonde
Il existe plusieurs types de batteries à décharge profonde, chacune avec des matériaux, des avantages et des inconvénients distincts.
Acide de plomb inondé (FLA)
La batterie au plomb inondée, le type le plus ancien encore utilisé, connue sous le nom de cellule humide avec un liquide électrolyte. Il nécessite des ajouts d’eau fréquents et doit rester debout en raison de la production d’hydrogène gazeux. L'entretien est élevé, impliquant l'ajout d'eau et le nettoyage des résidus d'acide. Leur popularité a diminué en raison du poids et des besoins d'entretien.
Plomb-acide régulé par valve (VRLA) – Batteries au gel et AGM
Ces batteries au plomb utilisent des électrolytes gélifiés ou un tapis de verre absorbé, éliminant ainsi le besoin d’ajouter de l’eau. Elles sont plus chères que les batteries inondées mais ont souvent une durée de vie plus courte dans les applications exigeantes. Ils ne nécessitent pas de stockage vertical et réduisent les risques de corrosion.
Piles lithium-ion
Considérées comme l’avenir des batteries à décharge profonde, elles ne nécessitent aucun entretien, peuvent être déchargées profondément sans dommage et se rechargent rapidement. Bien que leur coût initial plus élevé puisse dissuader certains utilisateurs, elles durent plus longtemps que les batteries au plomb et offrent de nombreux avantages, comme leur légèreté et le maintien de leur puissance tout au long des cycles de décharge.
Applications de batteries à décharge profonde
Avant de sélectionner une batterie, déterminez ce qui doit être alimenté, pendant combien de temps, à quelle fréquence et la puissance requise. Les batteries à décharge profonde conviennent aux applications cycliques où les utilisateurs contrôlent le moment où la batterie est utilisée.
Par exemple, un chariot médical éloigné d’une prise dépend de l’alimentation de la batterie lorsqu’il est débranché. L'infirmière ou le médecin l'active quotidiennement, ce qui nécessite une alimentation constante à long terme – une utilisation en décharge profonde nécessitant une batterie à décharge profonde. De même, les batteries de téléphones portables fournissent une autonomie toute la journée avec une seule charge et sont utilisées quotidiennement. Les utilisateurs attendent généralement que leur téléphone soit complètement déchargé avant de le recharger (100 % DOD/SOC 0 %). Cette demande constante nécessite également une batterie à décharge profonde.
La technologie à cycle profond s’applique également à l’utilisation marine, aux camping-cars, aux scooters de mobilité, aux véhicules électriques et aux systèmes solaires.
À l’inverse, les batteries à haut débit jouent un rôle de secours en cas d’urgence. Par exemple, les ascenseurs utilisent ces batteries pour fournir rapidement de l’énergie en cas de panne de courant, mais elles peuvent devoir être remplacées avant utilisation. Une batterie à haut débit agit comme une police d’assurance contre les demandes soudaines d’énergie, tandis que les batteries à décharge profonde offrent des performances fiables au quotidien.
Combien de temps durera une batterie à décharge profonde ?
La durée de vie d’une batterie à décharge profonde dépend de plusieurs facteurs, les batteries au plomb étant plus sujettes aux dommages que celles au lithium.
Un entretien approprié et des pratiques de charge et de décharge appropriées peuvent contribuer à prolonger la durée de vie d’une batterie. Les batteries au plomb sont affectées négativement par un arrosage inapproprié, une décharge excessive, une surcharge et une sous-charge, ce qui réduit considérablement leur durée de vie. En revanche, les batteries au lithium ne nécessitent pas d’arrosage et ne sont pas affectées par un état de charge partiel ou une sous-charge. De nombreuses batteries au lithium sont équipées d'un système intelligent Système de gestion de batterie (BMS) qui améliore la protection et la longévité de la batterie.
De plus, des températures plus élevées accélèrent la dégradation de la batterie.
En termes de durée de vie moyenne, les batteries au lithium fer phosphate durent généralement plus longtemps que les batteries au plomb, avec plus de 2 000 cycles contre 200 cycles, respectivement. Les batteries au lithium conservent leur capacité quel que soit le taux de décharge, ce qui les rend supérieures pour les applications à cyclage profond. Il est important de considérer le nombre de cycles qu’une batterie peut supporter plutôt que simplement le temps pour évaluer avec précision sa longévité.
Pour les applications à cycle profond où les taux de décharge dépassent 0,1C (qu'est-ce qu'un taux C ?), une batterie au lithium de capacité inférieure surpasse souvent une batterie au plomb équivalente. Pour déterminer les capacités de votre batterie, référez-vous toujours aux spécifications du fabricant.
Quelle batterie à décharge profonde a plus de capacité ?
La capacité varie considérablement entre les batteries au plomb et au lithium en raison de leur chimie différente. Les batteries au lithium fournissent jusqu'à 100 % de leur capacité nominale à n'importe quel taux de décharge, tandis que les batteries au plomb fournissent moins d'énergie utilisable à des taux de décharge plus élevés.
Les deux types perdent de leur capacité par temps froid, mais le lithium fonctionne mieux. Par exemple, la capacité d’une batterie au plomb chute jusqu’à 50 % à 0°C, contre une perte de 10 % pour les batteries au lithium fer phosphate.
Comment charger une batterie à décharge profonde
Pour maximiser la durée de vie et les performances de votre batterie à décharge profonde, chargez-la correctement. Une charge appropriée dépend de la chimie, de la tension et de la capacité de la batterie. Holo Battery propose un guide sur comment charger une batterie au lithium à décharge profonde. Suivre ces directives vous aidera à garantir que votre batterie dure plus longtemps.
Batteries à décharge profonde et batteries de démarrage
Les batteries à décharge profonde sont comme des coureurs de marathon, fournissant une alimentation électrique constante pendant de longues périodes, idéales pour alimenter les appareils électroniques des bateaux ou des camping-cars. En revanche, les batteries de démarrage ressemblent à des sprinters : elles déchargent rapidement une puissance élevée pour démarrer les moteurs des véhicules. Les batteries à double usage combinent les deux capacités, offrant de courtes périodes de puissance et une alimentation continue dans une seule unité.
