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Un accumulateur est un système destiné à stocker de l'énergie. Dans la plupart des cas, on sous-entend que l'énergie accumulée est de nature électrique, mais l'accumulateur est le plus souvent chimique.
On trouve des accumulateurs électriques (condensateurs), chimiques (piles ou batteries), hydrauliques (barrages), thermiques (à eau par exemple) ou mécaniques (volants de moment cinétique important). Ces différents types sont détaillés ci-dessous.
On pourrait comparer un accumulateur à un réservoir d'eau : on a beau remplir le réservoir d'eau, son niveau ne se modifie pas. De même, Un condensateur est un dipôle qui ne modifie pas la différence de potentiel à ses bornes, même lorsqu'il débite ou absorbe un courant électrique.
différences entre condensateur et accumulateur :
| Sommaire |
Voici une liste de différents types de couples chimiques utilisés pour la réalisation d'accumulateurs électriques :
Nickel-Cadmium. Par rapport au Ni-MH, le Ni-Cd peut supporter des pointes de courant en décharge plus importantes (de l'ordre de 10 fois) et présente une autodécharge naturelle beaucoup plus faible que le Ni-MH. Note: Le cadmium est très polluant. Ce type d'accumulateur permet un nombre de cycles charge/décharge plus important que les accus Li-ion et beaucoup plus important que les Ni-MH (durée de vie supérieure)
Nickel-Métal Hydrure. Ce type d'accumulateur ne présente pas de cadmium et est donc moins polluant. De plus, sa capacité volumique est supérieure de 40 % à celle des Ni-Cd.
Lithium-ion. Ne présente aucun (ou très peu ?) effet mémoire contrairement aux accumulateurs à base de Nickel. Permet une meilleure sécurité que les batteries au lithium (et rend l'ensemble non métallique), mais nécessite toujours un circuit de protection. Grâce aux propriétés physiques (plus léger des métaux et grand potentiel électrochimique) du lithium, les accumulateurs au lithium-ion sont légers et à haute densité d'énergie. Le potentiel le plus répandu d'une cellule au lithium-ion est de 3.7 Volts.
Appellation commercial du Li-ion polymère. Version à bas coût des batteries Li-ion. Elle utilise une chimie semblable aux batteries Li-ion et a des caractéristiques proches. Elle peut être déposée sur un support flexible, ce qui permet de l'intégrer avec plus de souplesse dans les appareils mobiles.
Il peut se dégrader en chauffant beaucoup en une réaction dangereuse. Pour éviter cela, les batteries à base de Lithium doivent avoir un circuit de protection et être chargées en respectant des normes précises. Les batteries au lithium-ion les ont pratiquement remplacées, moyennant une légère perte de performances mais avec un gain en sécurité.
Il s'agit du système le plus ancien (batterie de voiture) et le plus polluant.
L'accumulateur au plomb a été inventé par Gaston Planté en observant l'électrolyse de l'eau acidulée. En cherchant des matières plus économiques que le platine il a essayé le plomb. Il a remarqué que son appareil rendait de l'électricité comme si l'oygène et l'hydrogène pouvaient rendre l'électricité qui les avait produits. Il a cru inventer la pile à combustible mais il comprit que ce n'était pas l'oxygène et l'hydrogène gazeux qui rendaient le courant mais la modification chimique de la surface du plomb.
Le courant continu par Alfred Soulier : c'est à Planté qu'on les doit grâce à une observation fortuite de cet experimentateur. Planté avait remarqué qu'en décomposant de l'eau par le courant électrique, comme cela a lieu dans le voltamètre, mais en se servant de fils de plomb au lieu de fils de platine, il apparait entre ces deux fils après la suppression du courant une force électromotrice de 2 volts donnant lieu à un courant de courte durée mais extrêmement intense.
Le fonctionnement de la batterie ne disperse pas de plomb. Le plomb est un polluant mais le recyclage du plomb des batteries est facile.
Le transport et le recyclage des batteries est de plus en plus sévèrement réglementé, ce qui augmente les frais, diminue la rentabilité du recyclage et diminue la quantité de batteries recyclées car le prix du kilo de batteries devient inférieur au prix du kilo de ferraille.
La capacité énergétique se mesure généralement dans la pratique en mA*h, (milliampères heures) mais l'unité officielle (SI) est le coulomb (ampère seconde : 1C = 0.28 mA*h).
L'énergie massique se mesure en W*h/kg (watt heure par kilogramme) mais l'unité officielle (SI) est le joule.
| Type | Densité | Tension élément | Durée de vie (nb de recharges) | Temps de charge | auto-décharge/mois |
| Plomb | 30-50 Wh/kg | 2V | 200-300 | 8-16h | 5% |
| Ni-Cd | 48-80 Wh/kg | 1,25V | 1500 | 1h | 20% |
| Ni-Mh | 60-120 Wh/kg | 1,25V | 300-500 | 2h-4h | 30% |
| Li-ion | 110-160 Wh/kg | 3,6V | 500-1000 | 2h-4h | 10% |
| Li-po | 100-130 Wh/kg | 3,6V | 300-500 | 2h-4h | 10% |
Pour aider certains moteurs qui n'ont pas un couple permanent à avoir un fonctionnement régulier, ou pour atténuer les à-coups produits par une résistance variable du mécanisme entraîné, on leur adjoint un système d'accumulateur d'énergie cinétique.
