Batterie nickel-cadmium

La batterie au nickel-cadmium (Ni-Cd)est une version rechargeable utilisant de l'hydroxyde d'oxyde de nickel et du cadmium métallique comme électrodes. Les batteries au nickel-cadmium à cellules humides ont été inventées en 1899. Par rapport à d'autres types de cellules rechargeables, elles offrent une bonne durée de vie et de bonnes performances à basse température. Ils ont également l'avantage de fournir pratiquement toute leur capacité nominale à des débits élevés. Cependant, les matériaux sont plus coûteux et les cellules ont des taux d'autodécharge élevés.

La première batterie Ni-Cd fut créée par Waldemar Jungner de Suède en 1899. A cette époque, le seul concurrent direct était la batterie au plomb. Jungner expérimenta la substitution du cadmium au fer en quantités variables, mais les résultats ne furent pas probants. Thomas Edison breveta une batterie nickel-cobalt-cadmium en 1902 et adapta la conception de la batterie. En 1906, Jungner établit une usine près d'Oskarshamn, en Suède, pour produire des batteries Ni-Cd immergées. En 1932, des matériaux actifs ont pu être déposés à l'intérieur d'une électrode nickelée poreuse et, quinze ans plus tard, la fabrication de batteries scellées au nickel-cadmium débuta.

Chargement optimal des batteries nickel-cadmium

Les batteries Ni-Cd peuvent être chargées à plusieurs vitesses différentes, selon la façon dont la cellule a été fabriquée. Indépendamment de la vitesse de charge, plus d'énergie doit être fournie à la batterie que sa capacité réelle, pour tenir compte de la perte d'énergie pendant la charge, des charges rapides étant plus efficaces. Par exemple, une batterie de 100 mAh prend 10 mA pendant 14 heures. Certaines batteries spécialisées peuvent être chargées en aussi peu que 10-15 minutes à un taux de charge de 4C ou 6C, mais cela est très rare. Lorsqu'elle n'est pas sous tension ou chargée, une batterie Ni-Cd s'autodécharge environ 10% par mois à 20 ° C, allant jusqu'à 20% par mois à des températures plus élevées.

Disponibilité des batteries nickel-cadmium

Les batteries Ni-Cd sont disponibles dans les mêmes tailles que les piles alcalines, de AAA à D, ainsi que dans plusieurs autres tailles, y compris l'équivalent d'une pile de 9 volts. Une cellule Ni-Cd simple et complètement chargée, à vide, présente une différence de potentiel comprise entre 1,25 et 1,35 volt, qui reste relativement constante lorsque la batterie est déchargée. Étant donné qu'une pile au cadmium presque entièrement déchargée peut voir sa tension se maintenir à 0,9 volt, les piles Ni-Cd et les piles alcalines sont généralement interchangeables pour la plupart des applications.

Comparaison batteries Ni-Cd, Ni-MH et Li-ion

Récemment, les batteries nickel-métal hydrure et lithium-ion sont devenues moins chères, rivalisant désormais avec les batteries Ni-Cd en termes de coût. Lorsque la densité d'énergie est importante, les batteries Ni-Cd sont désavantagées par rapport aux batteries nickel-métal hydrure et lithium-ion. Cependant, la batterie Ni-Cd est toujours très utile dans les applications nécessitant des débits de décharge très élevés car elle peut supporter une telle décharge sans dommage ou perte de capacité.