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Pourquoi les nouvelles batteries Ni-MH ne fonctionnent-elles pas dans mon appareil ou fonctionnent-elles beaucoup moins bien que les piles jetables ?
De plus en plus d'utilisateurs, suivant la tendance des solutions écologiques, choisissent de remplacer les piles jetables, en particulier les fameuses "piles" AA/AAA par des accumulateurs rechargeables.
Nous achetons des accumulateurs Ni-MH de marque et de grande capacité, nous investissons dans un bon chargeur, et pourtant, tous nos appareils ménagers ne fonctionnent pas correctement avec cette nouvelle source d'alimentation. Quelle en est la raison, à quoi faire attention ? Nous vous invitons à lire notre guide pratique.
Il est utile, avant de lire cet article, de revenir sur notre précédent article "Quelles sont les différences entre une batterie rechargeable 1,2V Ni-MH et une batterie alcaline 1,5V?" ainsi que "Batteries ou accumulateurs - le choix dépend de l'appareil!"
Comme vous le savez grâce à nos publications, la grande majorité des appareils tolèrent très bien et fonctionnent sans problème avec des accumulateurs Ni-MH. Ces accumulateurs offrent une tension de fonctionnement similaire et sont de taille compatible avec les batteries standard.
Dans de très rares cas, il arrive que les appareils ne fonctionnent pas correctement avec des accumulateurs Ni-MH, et même ne s'allument pas.
Ci-dessous, nous décrivons les scénarios les plus typiques où même des accumulateurs neufs ne fonctionnent pas très efficacement.
En plus des situations particulières décrites ci-dessous, pour garantir la fiabilité maximale des nouveaux accumulateurs installés, nous devrions :
- les charger avant la première utilisation - même s'il s'agit d'accumulateurs "prêts à l'emploi", équilibrer le niveau de charge avant utilisation aide à éviter des problèmes ultérieurs dus à une décharge trop profonde et à une dégradation rapide des nouvelles cellules,
- éviter de mélanger différents accumulateurs dans l'appareil, avec différents niveaux de charge,
- se rappeler que la tension des accumulateurs diminue avec le stockage - les accumulateurs Ni-MH ont la meilleure caractéristique de décharge (offrent la tension de sortie la plus élevée) lorsqu'ils sont utilisés quelques heures après avoir été retirés du chargeur,
- se rappeler qu'avec le temps, les accumulateurs vieillissent, indépendamment des conditions d'utilisation - après quelques années, chaque accumulateur Ni-MH avec une résistance considérablement augmentée fonctionnera de manière très imprévisible et peut causer de nombreux problèmes.
Pour les besoins de cet article, nous allons diviser les problèmes des appareils avec les accumulateurs en les cas suivants :
1) l'appareil ne s'allume pas avec des accumulateurs Ni-MH, même immédiatement après leur chargement :
- peu importe la consommation de courant requise.
2) l'appareil fonctionne avec des accumulateurs Ni-MH beaucoup plus brièvement que sur des batteries alcalines jetables 1,5V :
a) dans des appareils à faible consommation, où les batteries durent généralement plusieurs semaines entre les remplacements, comme certaines lampes LED, les lampes de poche les plus simples, les horloges, les stations météo, les thermomètres, etc.
b) dans des appareils à forte consommation (y compris impulsionnelle), comme certains thermomètres sans fil, tensiomètres, pompes à insuline, lampes de poche LED puissantes, allumeurs de gaz dans les chaudières "Junkers",
1) Les accumulateurs ne permettent pas du tout d'allumer notre appareil, ou l'appareil s'allume pendant une seconde - même immédiatement après avoir retiré les accumulateurs du chargeur.
Ici, la cause la plus fréquente est le manque de contact de l'accumulateur dans le compartiment d'alimentation de notre appareil.
Les accumulateurs sont finis différemment des batteries jetables, en particulier du côté du pôle positif. Il arrive que le "sommet" de l'accumulateur ne touche tout simplement pas la plaque ou le ressort dans le compartiment de notre appareil.
Un exemple actuel, en raison de la pandémie de COVID-19, les oxymètres de pouls et les distributeurs de savon sans contact sont populaires, où le "plus" de l'accumulateur tombe parfaitement au centre du ressort de pression utilisé, sans chance de bonne connexion.
Dans de telles situations, l'évaluation visuelle est la première étape pour déterminer si un accumulateur a des chances de toucher les contacts métalliques dans le compartiment d'alimentation de notre appareil.
Rappelons que les accumulateurs Ni-MH ont une construction différente du côté du pôle positif - comme nous le montrons sur la photo, seule la surface marquée 1A conduit le courant, tandis que 2A est un isolant. Notre contact dans l'appareil doit toucher l'élément saillant 1A, sinon l'appareil peut même ne pas s'allumer.
Les batteries alcalines, dans ce cas, ont une surface de contact beaucoup plus grande, marquée sur la photo comme 1B.
Lorsque, malgré un bon contact, l'appareil ne s'allume toujours pas, il reste à évaluer si nous avons correctement chargé les accumulateurs.
Si la tension de l'accumulateur lors de l'installation dépasse 1,30V, et que l'accumulateur lui-même n'est pas déjà fortement usé (âgé de plusieurs années ou ayant une résistance interne fortement augmentée), alors chaque appareil devrait au moins s'allumer un instant.
2) Notre appareil s'allume, mais fonctionne beaucoup plus brièvement avec des accumulateurs.
a) Appareil à faible consommation.
C'est le seul scénario où une batterie alcaline a effectivement un certain avantage et offre une tension de fonctionnement plus élevée que les accumulateurs Ni-MH, ce qui permet un fonctionnement plus efficace de certains appareils.
Dans des appareils peu exigeants, même le plus puissant des accumulateurs Ni-MH aura une capacité maximale inférieure à celle d'une bonne batterie alcaline - la capacité des batteries alcalines, mesurée dans des conditions de très faible charge (environ 5 mA et moins) pour la taille LR03 AAA peut atteindre environ 1400 mAh et 3000 mAh pour LR6 AA.
Cependant, il arrive que les accumulateurs fonctionnent beaucoup plus brièvement que ce que la différence de capacité pourrait laisser penser.
Dans un appareil mal conçu, il arrive que la batterie refuse de fonctionner lorsque sa tension tombe à environ 1,25V, voire 1,30V. Dans des appareils à faible consommation, la chute de tension d'une batterie alcaline à ce niveau signifie généralement encore une décharge non optimale, car environ 60-70% de cette batterie. Malgré une décharge incertaine, ces batteries fonctionnent souvent dans l'appareil pendant de nombreux mois. La tension de fonctionnement moyenne d'une batterie alcaline dans de tels appareils peut atteindre environ 1,40V.
Un accumulateur Ni-MH typique, indépendamment des conditions de décharge, offre une tension de fonctionnement moyenne d'environ 1,20V-1,25V, tandis qu'une tension de 1,40V n'est observée que brièvement après avoir été déconnectée du chargeur et dans l'appareil cible, elle tombe très rapidement en dessous de 1,30V. Dans un appareil qui considère cette tension comme trop basse, les accumulateurs refuseront simplement de coopérer, même s'ils resteront encore chargés à 80-90%.
C'est une situation assez rare, car il y a de moins en moins d'appareils sur le marché qui gaspillent l'énergie restante dans les batteries - cependant, si nous tombons sur un tel appareil, nous devons malheureusement accepter le fait que même les batteries jetables ne seront pas utilisées de manière optimale, et les accumulateurs Ni-MH refuseront de fonctionner bien trop tôt.
Une tension moyenne plus élevée des batteries alcalines dans ce scénario provoque également souvent, par exemple, un affichage plus vif (contrasté) du contenu des écrans LCD (par exemple, dans les montres électroniques, les stations météo, etc.).
Indépendamment des rares cas de "non-conformité" des appareils avec des accumulateurs Ni-MH mentionnés, rappelons que les accumulateurs nickel-hydrure métallique ne sont pas recommandés pour une utilisation dans des appareils à très faible consommation. Cela est dû à leur caractéristique et au fait qu'ils vieillissent également lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Sur de tels accumulateurs "paresseusement" utilisés, il peut apparaître ce qu'on appelle l'effet de batterie paresseuse, dont nous parlons dans un autre article. La résistance interne augmente, et l'accumulateur lui-même peut causer des problèmes lors des tentatives de recharge.
L'utilisation d'accumulateurs Ni-MH dans des appareils où des batteries jetables ordinaires durent plusieurs mois n'apporte pas d'avantages économiques, ni écologiques.
2) Notre appareil s'allume, mais fonctionne beaucoup plus brièvement avec des accumulateurs.
b) Appareil à forte consommation.
Les accumulateurs Ni-MH fonctionneront toujours plus efficacement dans de telles conditions de travail que les batteries alcalines, offrant une capacité plus élevée ainsi qu'une tension de fonctionnement moyenne plus élevée.
Cependant, il arrive que certains appareils tolèrent encore mal les accumulateurs, signalant prématurément leur décharge. Cette fois, la tension de fonctionnement n'a pas beaucoup d'importance, mais la manière dont l'appareil vérifie les "capacités" des batteries.
Un appareil qui a été conçu spécifiquement pour des batteries alcalines, en particulier un appareil médical comme un tensiomètre, doit être hautement fiable et fournir des résultats répétables. Comme vous le savez d'autres de nos articles, la résistance interne d'une batterie alcaline est environ 4 à 5 fois plus élevée que celle d'un accumulateur Ni-MH - cela signifie qu'avec une forte consommation de courant, la chute de tension sur une batterie jetable sera plusieurs fois plus élevée que sur un accumulateur Ni-MH, ce qui peut rendre le fonctionnement de l'ensemble de l'appareil instable et très incertain.
Une des idées simples pour garantir la fiabilité et la répétabilité dans de telles conditions est de déterminer le "réserve" de tension approprié qui doit être détecté avant de commencer le fonctionnement du compresseur dans le tensiomètre, etc.
En conséquence, un appareil qui détecte une tension de démarrage d'environ 1,25-1,30V peut ne pas avoir la certitude que sous une charge cible, la tension ne tombera pas trop bas (même à 1,0V ou moins) sur une batterie jetable typique - c'est pourquoi, pour être sûr, il est conseillé de remplacer la batterie. Les accumulateurs Ni-MH fournissent efficacement un courant élevé (sans chute de tension perceptible sous charge) même lorsque leur tension tombe en dessous de 1,30V, donc techniquement, il n'y aurait pas d'obstacles à continuer à fonctionner dans un tel appareil - cependant, dans cette situation, ils peuvent même ne pas s'allumer, même s'ils seront encore chargés à 80-90%. De même, la situation est similaire pour certains allumeurs dans les chaudières à gaz.
Comme dans le scénario précédent, ces appareils utilisent de manière inefficace l'énergie stockée même dans des batteries jetables, et causent ainsi de gros problèmes avec les accumulateurs Ni-MH. Heureusement, ce type d'appareils est également de moins en moins courant sur le marché.
Une autre raison pour le temps de fonctionnement plus court (bien que généralement légèrement) des accumulateurs Ni-MH, par exemple dans des jouets, des lampes de poche puissantes, etc., est le fait que les accumulateurs peuvent fournir plus de puissance qu'une batterie alcaline typique - par exemple, un projecteur LED brille plus intensément, mais moins longtemps avec des accumulateurs, ou une voiture télécommandée roule plus vite, mais pas aussi longtemps.
Bien sûr, dans ce scénario, comme dans tous les autres, nous devrions également nous assurer que les accumulateurs sont correctement en contact avec les ressorts, les contacts dans le compartiment d'alimentation de notre appareil - contre toute attente, c'est un problème assez courant et souvent ignoré, qui peut être facilement identifié et éliminé.
3. Pourquoi le fabricant ne recommande-t-il pas ou interdit-il l'utilisation d'accumulateurs Ni-MH ?
Le problème concerne un très petit groupe d'appareils. Ce sont le plus souvent des appareils à forte consommation, donc on pourrait penser que les accumulateurs devraient être un meilleur choix.
Les raisons peuvent être deux. Le fabricant sait d'avance que le mécanisme de détection des batteries "faibles" fonctionnera correctement uniquement avec des batteries alcalines et que son appareil, conformément au scénario 2b, refusera rapidement de coopérer avec des accumulateurs Ni-MH.
Plus souvent, cependant, le problème n'est pas une tension de démarrage trop basse, mais une tension de fonctionnement moyenne trop élevée des accumulateurs Ni-MH. Les appareils simples, où la consommation de courant est limitée uniquement par une simple résistance, sont conçus pour une source d'alimentation spécifique à une tension de fonctionnement spécifique. Les accumulateurs Ni-MH, en raison de leur résistance interne beaucoup plus faible, affichent dans de telles applications une tension de fonctionnement clairement plus élevée que les batteries alcalines.
En utilisant un tel "régulateur" simple basé sur une résistance, cela se traduira directement par une consommation de courant plus élevée par un tel appareil et "le forcera" à fonctionner avec plus de puissance. On pourrait penser que dans de nombreux cas, l'effet sera positif - par exemple, un moteur réagissant plus rapidement, une lampe LED plus lumineuse, etc.
Malheureusement, dans certains cas, si le fabricant n'a pas prévu l'utilisation d'accumulateurs, cela peut entraîner une surchauffe et la destruction des composants électroniques, et par conséquent de l'appareil entier.
Comme pour les autres situations, ces appareils sont actuellement rares sur le marché.
Nous espérons que cet article décrit de manière aussi simple et exhaustive que possible les raisons possibles de la mauvaise coopération des appareils avec des accumulateurs.
Si vous avez un appareil qui ne correspond à aucun des scénarios décrits et qui pose toujours des problèmes avec des accumulateurs, nous vous encourageons à laisser un commentaire - nous essaierons de résoudre chaque énigme.
Auteur : Michał Serediński
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