Les accumulateurs utilisés dans les lampes rechargeables en 2018

Quels sont les accumulateurs utilisés dans les lampes rechargeables en 2018 ?

Les accumulateurs se distinguent des piles par leurs capacités à être rechargés. Ces systèmes sont dits réversibles et peuvent restituer une majeure partie de l'énergie accumulée lors de la charge. Les accumulateurs sont des générateurs électrochimiques. Les accumulateurs présentaient avant l'arrivée de la technologie Li-ion et LFP une plus faible densité d’énergie et des pertes au court du temps plus importantes que les piles.

Les accumulateurs peuvent être associés dans les lampes en série ou parallèles afin de créer des batteries de capacité plus élevée et de tension nominale adaptée à l'électronique de commande de la source lumineuse.

Il existe d’autres moyens de stockage de l’énergie comme les super-condensateurs ou les piles à combustible. Si ces dernières sont adaptées pour les véhicules automobiles et les vaisseaux spatiaux, il ne semble pas envisageable de les employer à moyen terme comme source d'énergie pour les lampes et phares portables.

Les super condensateurs présentent une qualité qui manque encore aux accumulateurs : la possibilité d'une recharge ultra-rapide. Nous pouvons donc espérer que certains fabricants envisagent des torches à super condensateurs adaptées à un usage de courte durée.

Majoritairement des accumulateurs Li-ion

Les batteries Li-ion sont aujourd'hui généralisées chez les fabricants retenus par Elumeen.
Que ce soit chez Olight, Ledlenser, Lupine, Peli, Nitecore, les batteries des lampes frontales et des torches sont dotées en 2018 de la technologie Li-ion.
Les accumulateurs cylindriques 18650 se sont généralisés. La capacité massique de ces accumulateurs a énormément augmenté ces dernières années. Il est ainsi possible d'utiliser des accumulateurs qui sont capables de délivrer 3400 mAh. Dans le même temps les coûts unitaires ont baissé du fait de la production qui c'est généralisée : pour mémoire Tesla utilise aujourd'hui des accumulateurs 18650 pour ses voitures électriques.

Certains phare de travail de très grande puissance et capacité utilisent des batteries au plomb gélifié qui assurent une autonomie importante avec comme contre partie un poids important compensé par le fait que ce matériel est transportable mais non portable.

Capacités massiques, énergie spécifique théorique et pratique comparée des piles et accumulateurs :

	Piles alcalines	Piles lithium	Accumulateur au plomb	Accumulateur Ni-Cd	Accumulateur Ni-MH	Accumulateur lithium-ion
Capacité massique théorique (Ah/kg)	224	230	120	181	178	100
Énergie spécifique théorique (Wh/kg)	347	1001	252	244	240	410
Énergie spécifique pratique (Wh/kg)	145	230	30-50	45-80	60-110	200-300

Les accumulateurs Li-ion présentent aujourd'hui une densité d'énergie aussi importante voire supérieure à celle des piles lithium. Ces dernières présentent une caractéristique importante pour les éclairage destiné aux secours (nautisme, alpinisme, industrie) : elle peuvent être conservées pendant dix ans.

Durée de vie comparée des accumulateurs

	Accumulateur au plomb	Accumulateur Ni-Cd	Accumulateur Ni-MH	Accumulateur Lithium-ion
Nombre de cycle de charge et de décharge maximal	500-1200	2000	1500	1200
Autodécharge par mois à température ambiante	5 %	>20%	>30%	2 %
Durée de vie moyenne (en année)	3-6	8-25	2-5	5+
Effet mémoire	Oui	Oui	Oui	non

Les accumulateurs Li-ion présentent une durée de vie qui peut dépasser 5 ans. Le taux d'autodécharge est très faible et cette technologie ne présente pas d'effet mémoire. Les lampes rechargeables peuvent ainsi être rechargées même si elles sont encore partiellement chargées. Ceci simplifie énormément la gestion des accumulateurs quand le parc de lampe rechargeable est important.

NB : en cas de stockage prolongé (jusqu'à 6 mois) d'un accumulateur Li-ion nous recommandons de maintenir une charge de l'ordre de 75% qui améliorera la durée de vie de votre accumulateur.

Evolution des accumulateurs au Lithium : Li-Po et LFP

Deux technologies commencent à être utilisées dans les lampes proposées par Elumeen : Les accumulateurs Lithium Fer Phosphate proposés pour la première fois dans la lampe torche rechargeable X21R2 Ledlenser et la technologie Lithium-Polymère utilisée dans les appareils portables les plus évolués.

La technologie d'accumulateurs Lithium Fer Phosphate (LiFePO4) aussi appelés LFP utilisés sur les dernières générations d'appareils autonomes offre de nombreux avantages par rapport à la technologie de batteries Li-ion au Lithium Dioxyde de cobalt (LiCoO2) que l’on retrouve aujourd’hui dans la majorité des appareils électroniques : smartphones, tablettes, ordinateurs portables, téléphones mobiles.

		Lithium ion Li-ion (NMC)	Lithium polymère Li-Po	Lithium fer phosphate LiFePO4
Energie stockée	Wh/kg décharge rapide en 30 minutes	190	150	120
Durée de vie	Nbre de cycle	300 à 500	300 à 400	2000
Coûts	en € par Wh	0,65 €	0,7 €	0,9 €
Dangerosité		Risques d’explosion et d’incendie	Risques d’incendie	Dégagement de chaleur

Les accumulateurs LiFePO4 supportent théoriquement jusqu'à 3000 cycles de recharge. Dans la pratique ils couvrent sans difficulté 2000 cycles. Leur durée de vie peut ainsi atteindre ainsi 10 ans ce qui compense largement le surcoût de cette technologie. De plus, la résistance interne diminue au lieu d'augmenter avec le vieillissement ce qui permet de maintenir les performances des lampes.

Les batteries LFP n'ont pas d'effet mémoire. Elles supportent des courants de charge et de décharge élevés ce qui leur permet de fournir beaucoup de puissance en peu de temps et d'être rechargées rapidement. C’est pourquoi ces batteries sont aujourd'hui principalement utilisées en robotique et dans les véhicules hybrides.

Le risques d'incendie par court-circuit interne est plus faible que pour les accumulateurs Li-ion et les batteries lithium fer phosphate peuvent être utilisées jusqu'à une température de 70°C. Les lampes torches ainsi équipées résisterons à des contraintes d'environnement plus sévères. Elles sont donc parfaitement adaptées pour une utilisation sur des chantiers, pour assurer la sécurité des biens et des personnes ainsi que dans l’industrie.

Quels éclairages portatifs proposés par Elumeen utilisent des accumulateurs LFP ?

Elumeen commercialise depuis plusieurs années des lampes torches rechargeables de la marque Ledlenser qui mettent en oeuvre des accumulateurs LFP sous la dénomination commerciale Safety Ytrion Cell

jeudi 4 janvier 2018