02/08/2011

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 :

$ cat /proc/acpi/battery/BAT*/info
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 3,7 Volts en moyenne. Cependant elles ne doivent jamais dépasser 4,2V (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 😉

Plus d’informations

  1. | #1

    Salut tous, ça faisait longtemps que je n’avais pas lu les commentaires mais je vais essayer de répondre rapidement à vos questions.

    @Fab1054 Effectivement quand on va dans les faibles voltages d’une batterie au Lithium, elle commence à s’abimer. Mais c’est une réaction qui prend un certain temps, et si elle est remise à charger immédiatement les dégats seront minimes voire inexistants.

    L’idéal pour assurer une longue vie de batterie est de ne consommer que 80-90% de sa capacité, mais c’est ce que les puces de contrôle soudées dedans font.

    @manus et @Dallas : La chaleur est en effet un danger pour les cellules au lithium. Si votre appareil est mal designé et que la batterie semble chaude au toucher (40-50°C) il vaut sans doute mieux la retirer. Cependant cela ne devrait pas arriver souvent et fait partie des facteurs qui feront vieillir votre batterie.

    N’oubliez pas qu’une batterie est un consommable, fait pour être remplacé lorsque sa capacité est trop dégradée… même certaines marques fruitées essayent de vous convaincre du contraire !

  2. Ilias
    | #2

    Salut. 3 ans après la publication de cet article tu as répondu à un commentaire. Merci bien.
    As-tu plus d’information concernant le fait de retirer sa batterie lorsque l’on est sur secteur? Après avoir lu presque tous les commentaires et après réflexion, je me dis, comme ‘Patrick Installé’ que cela causera des “mini-cycles” de 5 % à cause du chargement et de l'(auto?-)déchargement (“elle se remettra à charger dès qu’elle tombera sous les 95%”).
    Si tu en sais plus ou @Gnafetgnaf merci de nous éclairer, peut-être que je me trompe.

    Autre chose stp : qq a-t’il un bon et simple programme à nous conseiller pour mesurer l’état de santé de sa batterie sous Windows?

  3. | #3

    @Ilias : Effectivement si tu as une machine branchée vraiment en permanence la batterie va faire des tous petits cycles entre 95 et 100% (la valeur basse est définie par le contrôleur de la batterie).

    Je t’avoue que je ne suis pas sûr sur le coup, mais à priori je dirais que ça change rien de faire 20 cycles de 95 à 100 que un seul de 0 à 100. Le premier arrivera peut-être un peu plus vite, et usera donc un peu plus la batterie… ?

    Mais bon, à quoi bon avoir un appareil à batterie s’il est toujours sur secteur? 😀

    Et pour le logiciel, désolé je n’ai pas Windows et ne saurais pas mieux te conseiller que Google 😉

  4. | #4

    bjr , je cherchais ces genres de tutoriel,je viens de m’acheter un SGS2 GT-I9100 neuf, mais pour ne pas user la batterie je me suis mis à rechercher pour savoir comment commencer avec mon S2, je l’ai meme pas deballer pour le moment avant d’etre sûr de tout.merci

  5. | #5

    bjr tito, je cherchais ces genres de tutoriel,je vien de m’acheter un SGS2 GT-I9100 neuf, mais pour ne pas user la batterie je me suis mis à rechercher pour savoir comment commencer avec mon S2, je l’ai meme pas deballer pour le moment avant d’etre sûr de tout.merci

  6. martinez
    | #6

    Bonjour a tous , Pour commencé merci pour cet articles qui est très instructif .
    J’ai une question bête surement pour plusieurs d’entre vous mais pas pour moi .
    Je possède un ordinateur portable Asus depuis bientôt 2 ans ,depuis maintenant 1 mois il ne veux plus chargé au delà de 91% alors que avant elle arrivé a 100% .. Quelqu’un pourrai t’il me dire pourquoi ??
    J’ai fait le test sur batteriemon avec ma batterie au max (91%):
    design capacity 44604 mwh
    full charge capacity 33354 mwh
    current capacity 30300 mwh

  7. | #7

    @martinez Au bout de deux ans ta batterie se fait un peu vieille. Elle a sans doute perdu plus de capacité que permis dans l’algorithme de son contrôleur. C’est donc la valeur “full charge capacity” qui est erronnée, indiquant 91% même après plusieurs heures de charge (30300/33354 = 90.8%).

    Vraiment pas sûr hein, mais c’est la seule explication que je vois.

  8. martinez
    | #8

    Ok merci de ta réponse aussi rapide 😉 reste pluc cas acheté une nouvelle batterie .

  9. Philippe
    | #9

    Merci beaucoup pour ces précieux conseils, que je regrette ne n’avoir pas vus plus tôt….!

  10. Sybil
    | #10

    Merci de ces infos
    Une batterie lipo de MacBook qui a seulement 25 charges se decharge de 3% par 24h quand il est eteint (pas en veille)
    Pour vous c’est une batterie défectueuse ?
    Apple refuse de reconnaître ce defaut.

  11. | #11

    @Sybil 3% par 24h ça me semble un peu élevé effectivement. Il faut savoir que même éteint le Mac continuera à pomper un peu de courant (par exemple pour mettre à jour son horloge interne) mais s’il est réellement éteint ça devrait être imperceptible.

    Après 3% par 24h c’est pas non plus énorme, ça veut dire plus d’un mois avant de la vider.

    Essaye peut-être de réinitialiser le SMC, et éventuellement NVRAM, ça peut pas faire de mal : https://support.apple.com/fr-fr/HT201295

  12. franck
    | #12

    Une batterie toujours pleine a 100% (cas pc portable toujours branché donc batterie en permanence à 100%) n’est pas bon aussi pour les bateries lithium.

    Si pas d’utilisation prevue le mieux est de la stocker à 50-75% dans un tiroir

  13. | #13

    J’ai su que l’on peut mettre au congélateur une batterie de perceuse qui est morte pour la regenerer

  14. Alain Kabakayi
    | #14

    Je suis très soulagé de vos conseils parce que je n’avais aucune idée sur l’utilisation de ma batterie de pc. Prière de continuer à nous fournir des telles informations car elles sont très nécessaires, merci.

  15. Alain Kabakayi
    | #15

    Je voulais aussi savoir si l’ordinateur peut-il rester branché 24h/24 si le courant est stable.

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