Prolongez la vie de vos batteries au lithium
À chaque fois qu’un ami achète un nouvel ordinateur il me demande comment faire pour que sa batterie au lithium ait une vie longue et prospère. Quand et comment les recharger pour qu’elles durent plus longtemps? Faut-il attendre qu’elles soient vides? Faut-il les enlever lorsqu’on n’a qu’une utilisation sédentaire?
Voici donc un petit survol technique sur la vie et la mort des batteries au lithium qui, je l’espère, vous permettra de comprendre comment prolonger la durée de vie de vos batteries.
Principe de fonctionnement
La base du fonctionnement d’une batterie au lithium peut être résumée à un échange (revérsible lors de la recharge) d’ions de lithium entre les électrodes de la batterie.
Vous avez sans doute déjà entendu plusieurs termes techniques obscurs tels que lithium-ion (Li-Io), lithium-polymère (Li-Po), lithium-air, etc. Celles-ci désignent des batteries au fonctionnement similaire mais utilisant des matériaux différents comme électrodes ou électrolyte. Cependant ces variations sont plus rares que le lithium-ion et l’entretien est relativement similaire.
Capacité d’une batterie
La principale caractéristique d’une batterie est sa capacité (à pleine charge) exprimée en Watt-heures (noté Wh). Une batterie de 1Wh peut fournir une puissance de 1 watt pendant 1 heure. Une batterie typique de laptop ayant une capacité de 50Wh (pouvant donc en théorie fournir 50W pendant 1h), tiendra en fait 5 heures si l’ordinateur consomme 10W.
D’autres batteries voient leur capacité affichées en ampère-heure (Ah) dans ce cas-là elles précisent aussi leur tension nominale. Puisque A×V = W, multiplier la tension par la capacité en Ah vous donnera la capacité en Wh.
Au fil de la vie d’une batterie, c’est cette capacité à pleine charge qui va décroître. Si vous êtes sous Linux, ACPI permet d’accéder à ces informations vitales sur l’état de votre batterie :
design capacity: 3800 mAh
last full capacity: 3347 mAh
On voit ici que ma batterie de plus de 3 ans est en très bon état pour son âge puisqu’elle a une capacité apparente de 3347/3800 = 88% !
Principal avantage du lithium : pas d’effet mémoire
L’effet mémoire, principalement observé sur les batteries utilisant des alliages au nickel, est une perte de capacité observée lorsqu’on recharge la batterie avant qu’elle soit vide ou qu’on ne la recharge pas jusqu’au bout.
En plus de leur poids et volume plus faible, le principal avantage des batteries au lithium est l’absence totale d’effet mémoire ! Il est donc inutile (et même contreproductif, voir section suivante) de les déchager complètement avant de les recharger.
Mort d’une cellule
Une cellule au lithium chargée fournit 3,6 à 3,7 Volts. Cependant elles ne doivent jamais dépasser cette valeur (sous peine d’explosion) ni tomber sous 2,4V sous peine de mort pure et simple de la cellule. Pour cette raison les batteries au lithium incluent un circuit de contrôle qui les éteint avant d’atteindre ce seuil critique.
Il n’est donc pas dangereux de vider une batterie au lithium jusqu’à extinction de l’appareil, mais il est dangereux de les laisser dans cet état déchargé! En effet, les batteries n’étant pas parfaites, elles présentent un phénomène d’auto-décharge qui pourrait les faire passer sous ce seuil critique de 2,4V.
De plus, à l’intérieur d’une cellule déchargée, des cristaux peuvent se former sur les électrodes et nuire à la capacité de la batterie. Il ne faut donc jamais laisser une batterie déchargée. Rechargez-la dès que possible.
Pour les mêmes raison, si vous pensez ne plus utiliser votre batterie durant plusieurs semaines, stockez-la chargée à environ 40%, une valeur limitant l’auto-décharge.
Cycles de décharge/recharge
Après ce cas extrême, parlons de l’utilisation normale de la batterie : des cycles de décharge et recharge. Ces cycles entraînent l’usure normale de la batterie. Selon la qualité des éléments utilisés par votre constructeur, votre batterie pourra survivre de 300 à 1500 cycles avant de présenter une perte importante de capacité.
On compte un cycle à chaque fois que vous utilisez entièrement la capacité de votre batterie. Ainsi, décharger à 50% et recharger une batterie compte pour un demi cycle; deux fois cela fera un cycle.
Pour prolonger la durée de votre batterie il faut donc faire le moins de cycles possibles et le conseil sera donc de brancher votre laptop sur secteur dès que possible. N’oubliez pas qu’il n’y aucun effet mémoire et donc aucune raison d’hésiter!
Utilisation sédentaire d’un appareil à batterie
On entend souvent dire que lorsqu’on est toujours branché sur secteur il vaut mieux retirer la batterie de son laptop. Cette idée reçue est essentiellement fausse car le circuit de contrôle de la batterie évitera toute surcharge.
Débranchée, la batterie risquerait de s’auto-décharger sous le seuil critique de 2,4V alors que branchée elle se remettra à charger dès qu’elle tombera sous les 95%. Remarquons qu’il est toutefois vrai que la chaleur peut altérer une batterie mais dans un ordinateur bien conçu elle ne chauffera pas à ce point.
Les conseils de Tito
- Première utilisation: Commencez par décharger votre nouvelle batterie et mettez-la à charger dès qu’elle est vide. Faites deux ou trois cycles complets (décharge jusqu’à 0%, recharge jusqu’à 100%) pour étalonner la puce de contrôle et de mesure.
- Branchez-vous sur secteur dès que possible. Cela évitera des cycles d’utilisation inutiles.
- Ne laissez jamais votre batterie déchargée! Une batterie vide s’abîme rapidement.
- Si vous devez stocker votre batterie, chargez-la à environ 40%, un bon compromis face au risque d’auto-décharge.
- Il est inutile de retirer votre batterie de votre laptop si vous êtes toujours sur secteur. En plus, ça vous immunisera contre les pannes électriques
Fabuleux. Cet article est absolument fabuleux !
Je confirme, article fabuleux en tout point.
Je pratique cela depuis 3 ans avec la batterie de mon MacBook, elle est à 96% de sa capacité initiale (thanks coconut battery). Suivez ces conseils, ils sont vraiment utiles. Pour une fois qu’un article ne raconte pas de connerie sur les batteries.
Merci et bravo pour cet article clair et très intéressant ! Il est vrai que je voyais beaucoup de mes collègues de travail retirer leur batteries lorsqu’ils étaient sur secteur mais je n’y croyait pas trop. En revanche, je ne savais pas pour le coup des 2,4V mini
Pour ma par, moi qui possède un portable dell, je pratique le même genre de comportement étudiant en génie électrique, j’ai appris le principe de fonctionnement des batteries.
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il est vrai que l’on n’est pas obligé de retiré ça batterie dès que l’on est branché sur secteur, il est aussi vrai que la batterie se déglingue gentillement si on la laisse se décharger au dessous d’un seuil.
par contre ma batterie de pc portable de 3 ans est 70%, mais mon tel portable sony erricsson continue de tenir une semaine sans charge avec quelque appel (+-3) cour (+-10min) et ceux depuis 4ans
bon d’accord il faut flashé le téléphone et réinstallé l’os une fois toutes les dix chutes (oui je sais les chutes ne crée pas de dégat logiciel… mais là c’est le cas) mais il va très bien.
Article intéressant qui explique bien le chose. Par contre le chiffre de 40% me semble parachuter. Pourquoi ne pas laisser une batterie chargé à 100%. En quoi les 40% sont plus efficace contre l’auto-décharge, qu’elle réalité physique implique ça ?
Excellent article, je n’ai pas pu m’empêcher de le citer dans mon blog et de partager le lien vers cet article.
Merci Tito!
Sympa l’article, j’ai un portable asus C90S (transportable 15,4″ que j’utilise de cette manière, quasi toujours sur secteur) le portable doit avoir 4 ans maintenant. Et la batterie tient hum 1 minute (il s’éteint avant d’avoir fini de booter) J’ai dû faire quelque cycle complet au debut. Je ne comprends pas, dysfonctionnement de la batterie ? Ou simple usure temporelle ? Par contre le pc chauffe à mort presque de quoi faire cuire les oeufs sur le clavier.
@rivsc: Alors là je ne sais pas du tout, mais sur mon ancien laptop (un lenovo y530) alors qu’il avait un an, il est descendu d’à peu près 80% à 30% en deux mois, comme ça. Je l’utilisais toujours de la même manière, à savoir quasiment tout le temps sur secteur, quelques fois je le faisais chauffer sur batterie, mais rien de plus. :-/
Je ne suis pas expert en batterie, mais je ne crois pas que laisser sa batterie sur un portable branché sur le secteur soit la meilleure solution.
D’une part, lorsque la batterie est laissée sur un portable branché, chaque fois que la batterie s’autodécharge un peu, elle est rechargée. Ce qui a pour conséquence de nombreux “minicycles”. De mon expérience ce ne semble pas être bon pour la batterie.
D’autre part, si la batterie n’est plus utilisée pendant trop longtemps elle tombe en dessus du seuil critique. Ce qui n’est pas bon non plus.
Ce que je conseille c’est d’enlever la batterie lorsqu’elle n’est pas nécessaire et recharger toutes les semaines ou tous les mois pour ne pas risquer de tomber en panne de batterie et surtout ne pas avoir une batterie qui passe en dessous de son seuil critique de 2.4V
Quelle vulgarisation ! Bravo, bon article
Le grand ennemi des batteries Li-ion est la chaleur qui les détériore dès leur fabrication, même si on ne les utilise pas.
J’ai pu lire que garder les batteries constamment chargées à 100% n’est pas non plus très bon. C’est pour ça que les constructeurs préconisent un taux de charge d’environ 40% lorsqu’on ne les utilise pas.
Du coup je suis assez sceptique sur le fait de garder la batterie constamment sur l’ordinateur quand on ne s’en sert pas car l’ordinateur chauffe en fonctionnant et va garder la batterie chargée au max…
Donc si on ne s’en sert vraiment pas, l’idéal est de la garder chargée à 40%, dans un endroit sec et frais. Certains conseillent le réfrigérateur (pas le congélateur !).
Merci pour les conseils!
PS: Juste un détail technique avec le site: la news n’est pas passée sur le planet-libre, c’est dommage mais c’est certainement parce que si on tente d’accéder à l’adresse suivante http://geekfault.org/tag/planet/ on arrive à une erreur 404 (idem avec tous les autres tags).
Je ne suis pas certain de l’explication physico-chimique du phénomène mais 40% est idéal car c’est à ce taux de charge-là que l’autodécharge est minimale (moins de 1% par mois contre parfois 10% par mois à 100%)
@matttbe Bien vu! Apparemment c’est un bug qui date de mai avec la nouvelle version de WordPress et certains plugins… Normalement c’est résolu, espérons qu’on réapparaîtra sur Planet-Libre
Pour ceux qui auraient le même bug avec leur WordPress 3.1.x : http://www.ssdfreaks.com/content/807/wordpress-3-1-broken-tagscategories-culprit-found
“Il est inutile de retirer votre batterie de votre laptop si vous êtes toujours sur secteur.”
J’étais pourtant persuadé qu’il ne fallait jamais laisser la batterie + le secteur quand le PC est allumé ??
Sur thinkwiki (http://www.thinkwiki.org/wiki/Maintenance#Battery_health) ils conseillent de débrancher la batterie en cas d’utilisation intensive, à cause de la chaleur. Ils conseillent également, pour limiter l’effet nefaste des cycles, de garder la batterie chargée entre 40 et 70 %.
Sous Linux, des utilitaires bien sympathiques tels que Tp smapi (http://www.thinkwiki.org/wiki/Tp_smapi) fonctionnent avec certains portables (à tester). Ça permet notamment de faire charger le portable branché que si la batterie est entre 40 et 70 %. Le problème avec ce genre de chose c’est quand on a besoin de la batterie à sa capacité entière, il faut connaître la ligne de commande qui permet de modifier le paramètre…
J’ai un portable HP nw8000 équipé d’une batterie Li-ion et qui doit avoir maintenant dans les 6 ans.
J’ai flingué la première batterie en trois mois en la laissant dans le portable branché sur le secteur.
Donc non : ne *pas* laisser la batterie lorsque le portable est en mode sédentaire sur le secteur.
Et pour les coupures de courant, un onduleur c’est pas cher
De mon expérience personnelle:
* Certains ordinateurs portables mal conçus dissipent une bonne partie de la chaleur au niveau du support batterie (qui peut ainsi atteindre une température “brûlante”). À côté de cela, une batterie présente des caractéristiques de vieillissement lorsqu’elle est utilisée à une température ambiante au delà de 20°C. Dans ces cas là, je conseillerai de ne pas laisser la batterie, mais je n’ai jamais eu de confirmation;
* Effectuer ‘régulièrement’ des cycles complet à la batterie permet à l’électronique interne de réétalonner ses mesures, on obtient alors une meilleure estimation de la capacité restante (et détection des seuils bas);
* Enfin, chaque batterie est différente et certaines vont s’user bien plus vite que d’autres, voire ‘récupérer’ un peu de capacité: on n’est malheureusement pas non plus à l’abris d’une batterie défectueuse.
En admettant que ça s’autodécharge moins à 40%, si on la stocke à 100% de sa charge, l’auto-décharge passera par 40% avant d’atteindre 0…
@toto Oui mais ça utilisera presque un cycle entier de ta batterie
Enfin un article qui rentre un peu dans les détails techniques ! Excellent !
Et pour une tablette Galaxy Tab 10.1, même procéder à respecter qu’un ordinateur portable ? Ou est-ce différent pour une tablette, ou un cellulaire type Nexus ?
@tangi colin
En fait, c’est pas 40% précisément, c’est entre 20 et 50% à la louche.
Il se trouve qu’une batterie stockée à 100% perd sa capacité plus rapidement que si elle est faiblement chargée.
“Il est inutile de retirer votre batterie de votre laptop si vous êtes toujours sur secteur.”
Oui et non. si vous êtes en effet en utilisation sédentaire (tout le temps), et que vous souhaitez préservez votre batterie alors laissez là débranchée à 40% de charge.
Concernant la température : ne jamais sortir de la plage d’utilisation de 0°C à 50°C
Plus la température est élevée, plus la batterie vieillit (en utilisation comme en stockage). Par contre, une température élevée permet une décharge plus profonde (ça rajoute un peu d’autonomie)
Plus la température est faible, plus la batterie perd sa capacité en utilisation. En hiver, votre autonomie diminue fortement si vous utilisez votre pc dehors. par contre, elle vieillit moins. Ne stockez quand même pas vos batteries lithium dans des endroits ou la température devient négative longtemps.
ces recommandations (y compris celles de l’article) s’appliquent à toutes les batteries lithium pour grand public (PC, tel portable, tablettes, batteries de vélo électrique, appareil photo etc…)
source : j’ai travaillé dans un labo qui caractérisait des batteries lithium.
@Daniel Ces conseils s’appliquent à toutes les batteries au lithium
@Gnafetgnaf Merci de ces précisions