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 :

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

• WikiPedia : Lithium-ion battery
• Electronics Lab : How to rebuild a Li-Ion battery pack
• How Stuff Works : Lithium-ion battery
• What Causes Lithium-ion to Age?