batterie lithium-ion vs batterie au lithium

Les piles au lithium et les piles lithium-ion sont souvent confondues, car leurs noms sonnent très semblables. Toutefois, elles ne sont pas identiques.

En termes simples, une pile au lithium désigne généralement une pile primaire non rechargeable, tandis qu’une pile lithium-ion est rechargeable et conçue pour supporter de nombreux cycles de charge et de décharge.

Cette différence influe sur le fonctionnement de la pile, sa durée de vie, ses domaines d’application ainsi que les précautions à prendre lors de sa manipulation.

Par exemple, la pile CR2032 d’une télécommande de voiture est habituellement une pile au lithium jetable. En revanche, la pile intégrée à un smartphone, un ordinateur portable, un drone ou un outil électroportatif est généralement une pile lithium-ion rechargeable.

Alors, laquelle choisir ? Cela dépend de l’usage prévu pour l’appareil.

Ce guide explique les principales différences entre les piles au lithium et les piles lithium-ion, notamment en ce qui concerne leur composition chimique, leur capacité de recharge, leur densité énergétique, leur durée de service, leurs applications, leur sécurité et leur impact environnemental.

Qu'est-ce qu'une batterie au lithium ?

Le terme « pile au lithium » désigne couramment une pile primaire au lithium.

Ces piles sont conçues pour fournir de l’énergie jusqu’à épuisement de leur charge stockée. Une fois celle-ci épuisée, elles sont remplacées plutôt que rechargées.

L’un de leurs principaux avantages est leur longue durée de conservation. De nombreuses piles lithium primaires présentent une faible autodécharge, ce qui signifie qu’elles peuvent rester inutilisées pendant une longue période tout en fournissant une énergie fiable lorsqu’elles sont nécessaires.

Les types courants incluent :

• Piles au lithium-dioxyde de manganèse, telles que la CR2032
• Piles au lithium-disulfure de fer
• Piles au lithium-chlorure de thionyle
• Autres piles lithium primaires spécialisées

Une pile bouton lithium typique fournit environ 3 V, ce qui la rend adaptée aux appareils compacts tels que les clés de voiture, les calculatrices, les balances électroniques, les montres, les compteurs et les capteurs.

Tcbest fournit différents types de piles lithium primaires destinées à l’électronique grand public, aux appareils intelligents, aux compteurs, aux produits de sécurité et aux applications industrielles.

Qu’est-ce qu’une batterie lithium-ion ?

Les piles lithium-ion fonctionnent différemment, car elles sont conçues pour être rechargeables.

Pendant la charge et la décharge, les ions lithium se déplacent entre l’électrode positive et l’électrode négative. Ce processus réversible permet d’utiliser la batterie encore et encore.

Une cellule lithium-ion typique comprend :

• Une électrode positive
• Une électrode négative, souvent en graphite
• Électrolyte
• Séparateur
• Collecteurs de courant
• Des composants de protection

De nombreux packs de batteries lithium-ion intègrent également un système de gestion de batterie, ou BMS, afin de surveiller la tension, le courant, la température et d’autres conditions de fonctionnement.

Les batteries lithium-ion sont couramment utilisées dans :

• Smartphones
• Ordinateurs portables
• Appareils Bluetooth
• Outils électriques
• Drones
• Vélos électriques
• Les centrales électriques portables
• Systèmes de stockage d'énergie
• Véhicules électriques

Tcbest fournit également des cellules lithium-ion et des packs de batteries sur mesure pour des applications nécessitant une source d’alimentation rechargeable et des configurations de batterie flexibles.

Batterie au lithium contre batterie lithium-ion : principale différence

La façon la plus simple de comprendre cette différence est la suivante :

Pile au lithium : normalement non rechargeable

Pile lithium-ion : rechargeable

Une pile au lithium primaire est conçue pour fournir une seule fois son énergie stockée.

Une pile lithium-ion est conçue pour subir des cycles répétés de charge et de décharge.

Par exemple, la pile CR2032 d’une télécommande de voiture peut durer plusieurs années avant d’être remplacée. En revanche, la batterie d’un smartphone peut être rechargée presque quotidiennement.

Ces deux types de piles sont utiles, mais ils sont conçus pour des applications très différentes.

Comment fonctionne une batterie au lithium ?

Lorsqu’une pile au lithium primaire alimente un appareil, une réaction chimique se produit à l’intérieur de la cellule.

Les électrons circulent dans le circuit externe et fournissent de l’énergie électrique, tandis que les ions se déplacent à travers l’électrolyte à l’intérieur de la pile.

Au fur et à mesure que la pile se décharge, les matériaux actifs sont progressivement consommés.

Une fois l’énergie stockée épuisée, la pile ne peut pas revenir en toute sécurité à son état initial.

C’est pourquoi les piles primaires au lithium ne doivent pas être rechargées.

Tenter de recharger une pile au lithium non rechargeable peut provoquer des fuites, une surchauffe, une augmentation de la pression interne ou même un incendie.

Vérifiez toujours l’étiquette de la pile avant de la charger.

Comment fonctionne une pile lithium-ion ?

Les piles lithium-ion utilisent un procédé réversible.

Lorsque la pile est chargée, les ions lithium migrent de l’électrode positive vers l’électrode négative.

Lorsque la pile alimente un appareil, ils reviennent vers l’électrode positive.

Ce déplacement peut être répété de nombreuses fois.

Toutefois, les piles lithium-ion n’ont pas une durée de vie infinie.

À chaque cycle de charge et de décharge, de petits changements physiques et chimiques se produisent à l’intérieur de la cellule. Avec le temps, la résistance interne peut augmenter et la capacité disponible peut diminuer.

Vous pouvez remarquer cela avec une batterie de téléphone ancienne. Lorsque le téléphone était neuf, une seule charge pouvait durer toute la journée. Après plusieurs années, il peut être nécessaire de le recharger plus fréquemment.

La batterie fonctionne toujours, mais elle stocke moins d’énergie qu’auparavant.

Laquelle possède une densité énergétique plus élevée ?

Les piles primaires au lithium et les batteries lithium-ion peuvent toutes deux offrir une densité énergétique élevée, mais leurs avantages respectifs diffèrent.

Les piles primaires au lithium sont réputées pour :

• Longue durée de conservation
• Faible autodécharge
• Une énergie stockée élevée pour une utilisation unique

Cela les rend adaptées aux appareils devant fonctionner pendant de longues périodes sans remplacement régulier de la pile.

Les batteries lithium-ion sont réputées pour associer une densité énergétique élevée à la possibilité d’être rechargées.

Cela les rend idéales pour les appareils électroniques portables et les équipements à forte utilisation.

Il n’est donc pas toujours pertinent de se demander quelle technologie présente une « densité énergétique plus élevée ».

Une meilleure question est de savoir si l’appareil nécessite une alimentation de veille à long terme ou des recharges répétées.

Autonomie et durée de vie en cycles

Pour les piles primaires au lithium, les utilisateurs s’intéressent généralement à la durée de vie en fonctionnement et à la durée de conservation.

Une pile au lithium dans un capteur à faible consommation peut fonctionner plusieurs années, selon l’appareil et les conditions d’utilisation.

Pour les batteries lithium-ion, la durée de vie en cycles est plus importante.

Un cycle de batterie correspond généralement à l’utilisation équivalente de 100 % de la capacité de la batterie.

Par exemple, utiliser 50 % de la batterie aujourd’hui et encore 50 % demain équivaut approximativement à un cycle complet.

La durée de vie réelle en cycles dépend de :

• Chimie des batteries
• Température
• Tension de charge
• Courant de charge
• Courant de décharge
• Profondeur de Décharge
• Conditions de stockage
• Qualité de la batterie

Les températures élevées constituent l’une des principales causes d’un vieillissement accéléré des batteries.

Des décharges profondes fréquentes, une tension de charge excessive et des charges lourdes peuvent également réduire la durée de vie de la batterie.

Pour les batteries personnalisées, la qualité des cellules, la conception de la protection et l’adéquation précise des cellules sont également importantes.

Tcbest peut personnaliser des blocs-batteries au lithium selon la tension, la capacité, les dimensions, le courant, le type de connecteur et les exigences en matière de protection.

Où utilise-t-on les batteries au lithium ?

Les piles primaires au lithium conviennent aux appareils nécessitant une longue autonomie en veille et ne requérant pas de recharge régulière.

Les applications courantes incluent :

• Trousseau de clés de voiture
• MONTRES
• Balances électroniques
• Calculateurs
• Compteurs intelligents
• Capteurs de sécurité
• Appareils de surveillance à distance
• Appareils Photos
• Équipement Médical
• Systèmes de mémoire de secours

Une clé de voiture en est un bon exemple.

Elle consomme très peu d’énergie, donc l’ajout d’un port de recharge rendrait la conception plus compliquée qu’il n’est nécessaire.

Une petite pile bouton au lithium constitue une solution bien plus simple.

La même chose s’applique aux capteurs à distance qui peuvent fonctionner pendant des années sans entretien régulier.

Où utilise-t-on les batteries lithium-ion ?

Les batteries lithium-ion conviennent mieux aux produits utilisés fréquemment.

Exemples courants incluent :

• Smartphones
• Ordinateurs portables
• Électronique sans fil
• Vélos électriques
• Outils électriques
• Drones
• Stockage d'énergie portable
• Équipement industriel

Un smartphone en est un bon exemple.

Remplacer une pile jetable chaque fois que le téléphone est à court d’énergie serait gênant et coûteux.

Une batterie lithium-ion rechargeable est beaucoup plus pratique.

Les drones constituent une autre application courante.

Les batteries de drone doivent être relativement légères tout en délivrant un courant élevé. Selon la conception, les drones peuvent utiliser des batteries lithium-ion ou lithium-polymère.

Tcbest peut fournir des solutions personnalisées de batteries rechargeables, basées sur la tension, la capacité, le courant de décharge, les dimensions, le type de connecteur et la structure du bloc-batterie.

Les avantages des batteries au lithium

Les piles primaires au lithium offrent plusieurs avantages utiles.

Longue durée de conservation

Elles peuvent conserver leur énergie pendant une longue période lorsqu’elles sont stockées correctement.

Faible autodécharge

Elles perdent relativement peu de charge lorsqu’elles ne sont pas utilisées.

Taille compacte

Les piles au lithium peuvent fournir une énergie utile dans un petit format.

Adaptées aux appareils à faible consommation

Elles conviennent particulièrement aux appareils qui n’ont besoin que de faibles quantités d’énergie sur de longues périodes.

L’inconvénient principal est qu’elles ne peuvent généralement pas être rechargées.

Une fois épuisées, elles doivent être remplacées.

Avantages des batteries au lithium-ion

Les piles lithium-ion sont populaires principalement parce qu’elles sont rechargeables.

Rechargeable

Elles peuvent être utilisées de façon répétée plutôt que d’être jetées après une seule décharge.

Densité énergétique élevée

Ils stockent une quantité utile d’énergie sans devenir trop lourds ou encombrants.

Puissance de sortie importante

De nombreuses batteries lithium-ion peuvent fournir un courant suffisant pour des équipements exigeants.

Conceptions Flexibles

Elles peuvent être fabriquées sous forme de cellules cylindriques, de cellules « pouch », de cellules prismatiques ou d’ensembles de batteries sur mesure.

Cela rend les batteries lithium-ion adaptées aux produits OEM présentant différentes formes et exigences en matière de puissance.

Tcbest peut également intégrer des cellules avec des câbles, des connecteurs, des cartes de protection et des boîtiers, selon les besoins du projet.

Quels sont les inconvénients ?

Les deux types de batteries présentent également des limites.

Les piles primaires au lithium sont des produits à usage unique. Pour les appareils qui consomment fréquemment des piles, les coûts de remplacement peuvent devenir relativement élevés.

Les batteries lithium-ion sont réutilisables, mais elles perdent progressivement de leur capacité au fil du temps.

Elles sont également plus sensibles à :

• Hautes températures
• Surcharge
• Décharge profonde
• Circuits courts
• Dommages physiques
• Des chargeurs inadaptés

Des blocs-batteries plus volumineux à base de lithium-ion peuvent également nécessiter des systèmes de protection plus perfectionnés.

Cela signifie que la conception du bloc-batterie est tout aussi importante que le choix de la bonne cellule.

Les batteries au lithium sont-elles sûres ?

Les piles primaires au lithium sont généralement sûres lorsqu’elles sont utilisées correctement.

La règle la plus importante consiste à ne pas recharger les piles marquées comme non rechargeables.

La recharge d’une pile primaire au lithium peut provoquer :

• Fuite
• Surchauffe
• Pression interne
• Rupture
• Feu

Les piles bouton exigent également des précautions supplémentaires en raison de leur petite taille.

Gardez-les hors de portée des enfants et assurez-vous que les compartiments à piles sont bien verrouillés.

Les piles non emballées doivent également être tenues à l’écart des objets métalliques tels que les clés, les pièces de monnaie, les vis ou les outils, car ceux-ci peuvent provoquer un court-circuit.

Les batteries lithium-ion sont-elles sûres ?

Les batteries lithium-ion sont également généralement sûres lorsqu’elles sont utilisées correctement.

Toutefois, des dommages graves ou une utilisation abusive peuvent entraîner une réaction thermique incontrôlée.

La réaction thermique incontrôlée est une réaction d’auto-échauffement rapide pouvant produire des gaz, de la fumée ou des flammes.

Les facteurs de risque comprennent :

• Surchauffe
• Surcharge
• Court-circuit
• Broassage
• Perçant
• Charge incorrecte
• Des défauts graves au niveau des cellules

Pour réduire les risques :

• Utilisez le chargeur approprié
• Ne pas recharger les batteries gonflées ou endommagées
• Évitez les températures élevées
• Ne pas percer ni écraser la batterie
• Cesser immédiatement d’utiliser les batteries qui deviennent anormalement chaudes
• Protéger les bornes des batteries de rechange
• Suivre les instructions du fabricant

Pour les blocs-batteries, un système de gestion de batterie (BMS) ou un circuit de protection adapté peut aider à surveiller les surtensions, les sous-tensions, les surintensités et autres conditions anormales.

Quelle batterie est la plus respectueuse de l’environnement ?

Les deux types de batteries ont un impact environnemental.

L’extraction des matières premières, la fabrication, le transport, l’utilisation et l’élimination consomment tous des ressources.

Les piles primaires au lithium peuvent avoir une longue durée de vie dans les applications à faible puissance, mais elles restent jetables.

Les batteries lithium-ion peuvent être rechargées de nombreuses fois, ce qui permet de réduire le nombre de piles utilisées dans les produits fréquemment employés.

Toutefois, les batteries rechargeables doivent tout de même faire l’objet d’un recyclage approprié à la fin de leur durée de service.

Le meilleur choix dépend de l’application.

Un capteur devant fonctionner pendant plusieurs années pourrait mieux convenir à une pile primaire au lithium.

Un appareil utilisé quotidiennement convient généralement mieux aux batteries lithium-ion.

Dans les deux cas, les piles usagées doivent être acheminées vers des installations de collecte ou de recyclage adaptées, plutôt que d’être simplement jetées.

Lithium ou lithium-ion : lequel choisir ?

Commencez par examiner la manière dont votre appareil sera utilisé.

Choisissez une batterie au lithium primaire lorsque vous avez besoin de :

• Long temps de veille
• Faible autodécharge
• Taille compacte
• Très peu ou pas d’entretien
• Pas de recharge régulière

Choisissez les batteries lithium-ion lorsque vous avez besoin de :

• Rechargeabilité
• Pour une utilisation fréquente
• Puissance de sortie élevée
• Stockage d’énergie léger
• Options de packs-batteries personnalisés

Avant de sélectionner une batterie, prenez en compte la tension, la capacité, le courant de décharge, les dimensions, la température de fonctionnement, la méthode de charge et la durée de vie prévue.

Pour les produits OEM, la sélection de la batterie implique davantage que le simple choix d’une valeur de capacité.

La batterie doit également s’adapter au produit, fournir une puissance suffisante, être compatible avec le chargeur, utiliser le bon connecteur et intégrer une protection adaptée.

Tcbest propose des batteries standard ainsi que des packs de batteries lithium-ion sur mesure pour les appareils grand public, les drones, les dispositifs intelligents, les équipements industriels et les applications de stockage d’énergie.

Conclusion

Les batteries au lithium et les batteries lithium-ion peuvent sembler similaires, mais elles sont conçues à des fins différentes.

Les batteries primaires au lithium sont généralement non rechargeables. Elles constituent un bon choix pour les appareils à faible consommation nécessitant une longue durée de conservation et une faible autodécharge.

Les batteries lithium-ion sont rechargeables et conviennent davantage aux appareils utilisés fréquemment, tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les drones, les outils électroportatifs et les équipements de stockage d’énergie.

La meilleure batterie n’est pas simplement celle qui offre la plus forte capacité ou la plus grande densité énergétique.

C’est celle qui correspond réellement à l’application concernée.

Lors du choix d’une batterie, prenez en compte la tension, la capacité, le courant, les dimensions, la méthode de charge, l’environnement d’utilisation et la durée de vie prévue.

Pour les batteries standard ou les solutions sur mesure de batteries rechargeables, Tcbest peut fournir une assistance dans le choix des batteries ainsi que la personnalisation d’ensembles de batteries, en fonction des exigences spécifiques de chaque application.

Suivez toujours les instructions du fabricant, ne rechargez jamais une batterie marquée comme non rechargeable, et recyclez les batteries usagées de manière responsable.

Les batteries au lithium et les batteries lithium-ion portent des noms similaires, mais présentent des différences essentielles. Les batteries au lithium sont à usage unique et non rechargeables, idéales pour les appareils à faible consommation énergétique. Les batteries lithium-ion sont rechargeables et adaptées aux applications nécessitant une utilisation fréquente, comme les smartphones et les véhicules électriques. Effectuez votre choix en fonction de vos besoins d’utilisation et de vos exigences en matière de puissance.