Tout ce que vous devez savoir sur les batteries d’outils électriques

Une fois que vous avez pris la décision d’opter pour le sans fil et que vous connaissez la catégorie de perceuse que vous voulez, votre prochaine considération doit être la batterie. Voici ce que vous devez savoir.

N’oubliez pas que nous parlons ici de batteries rechargeables et non de batteries jetables.

Et bien que nous les appelions « batteries », il s’agit en fait de « packs de batteries ». En effet, les batteries sont composées de groupes de paires de cellules individuelles (par exemple, 5 paires de cellules dans un pack de 18 volts) liées ensemble dans une structure en plastique que l’on appelle communément la « batterie ».

Chimie des batteries

Les premières piles rechargeables étaient composées de nickel-cadmium ou NiCad et existent depuis la fin des années 1950.

La génération suivante, introduite à la fin des années 1980, était composée de Nickel Metal Hydride (NiMH).

La dernière génération, Lithium Ion (Li-Ion), n’est devenue populaire dans les outils sans fil qu’au cours des dernières années. Ce n’est qu’au cours des 3 ou 4 dernières années que leurs prix ont suffisamment baissé pour qu’elles deviennent une alternative réaliste aux batteries NiCad et NiMH sur le marché des outils électriques.

De nos jours, si un outil électrique sans fil est fourni avec une batterie (c’est-à-dire qu’il n’est pas fourni « nu »), les plus chers ont tendance à être fournis avec des batteries Li-Ion.

Les gammes plus basiques sont fournies avec des batteries NiCad ou occasionnellement NiMH.

Voyons les tenants et aboutissants de ces 3 types…

Caractéristiques de la chimie des batteries – Cycles, auto-décharge, effet mémoire

Les 3 types de batteries – NiCad, NiMH et Li-Ion – sont constitués d’éléments chimiques différents et chacun d’eux confère à la batterie des caractéristiques différentes.

Ces éléments sont les suivants

• le nombre de fois qu’ils peuvent effectivement être rechargés (cycles)
• la durée pendant laquelle ils peuvent conserver leur charge lorsqu’ils sont laissés à l’arrêt (la perte de charge est appelée « autodécharge ») et
• leur capacité à consommer la même quantité de charge lorsqu’ils sont continuellement recyclés. L' » effet mémoire  » est le terme utilisé pour décrire toute dégradation résultante et il entre en jeu si vous ne chargez/déchargez pas la batterie de la manière appropriée.

Les batteries NiCad peuvent être rechargées plus de 1 000 fois et durer plusieurs années.

Cependant, elles sont sensibles à l’autodécharge (environ 20 % par mois) et à l’effet mémoire élevé – elles doivent être entièrement déchargées une fois par mois pour l’éviter.

Les batteries NiMH peuvent également être rechargées environ 1 000 fois. Elles souffrent moins de l’effet de mémoire que les batteries NiCad, mais doivent quand même être déchargées complètement tous les 3 mois pour l’éviter et ont également un taux d’autodécharge élevé (30%).

La durée de vie des batteries Li-Ion est inférieure à celle des batteries NiCad ou NiMH – peut-être 500 cycles de charge – mais les batteries Li-Ion ne subissent aucune perte de mémoire et ont un taux d’autodécharge minimal – peut-être 5-10%.

En accord avec ce qui précède, il y a des techniques à considérer lors de la charge de la batterie afin de maximiser sa durée de vie. Les batteries NiCad ne doivent jamais se décharger en dessous de 70%, les NiMH en dessous de 30% et les batteries Li-Ion en dessous de 20%.

Sensibilité des batteries à la chaleur et à la température

Les batteries sont sensibles à la chaleur et aux températures extrêmes. Lorsqu’elles sont utilisées, la chaleur s’accumule à l’intérieur et, une fois utilisées, il faut les laisser refroidir avant de les recharger.

Lorsqu’elles ne sont pas utilisées, elles doivent être stockées dans un endroit frais et à l’abri de la lumière du soleil.

Le processus de charge lui-même génère également de la chaleur dans la batterie.

De nos jours, la plupart des chargeurs sont sensibles à ce danger et arrêtent le processus de charge si la batterie montre des signes de surchauffe. Certains chargeurs sont maintenant refroidis par ventilateur.

Protection des cellules de batterie

De plus, les fabricants de batteries ont introduit une protection électronique des cellules pour garantir que la batterie elle-même est protégée, non seulement contre la surchauffe, mais aussi contre les pics de tension et les surcharges de courant, en particulier pendant la charge.

Capacité de la batterie

La capacité ou l’autonomie d’une batterie est décrite en Ampères/heures (Ah), une mesure de la quantité de courant pouvant être stockée.

Les valeurs courantes dans les plages inférieures sont 1,3 Ah -1,5 Ah et récemment des batteries d’une capacité de 6,0 Ah ont été produites.

Les batteries NiCad ne peuvent stocker qu’un peu plus de 2,0 Ah.

Les NiMH peuvent étendre cette capacité à 3 Ah.

Tout ce qui est supérieur ne se trouve que dans les batteries Li-Ion.

Vous pouvez voir des batteries de plus grande puissance (nous parlerons de la puissance et de la tension plus tard) avec une capacité relativement faible de 1,5 Ah, mais le plus souvent, les batteries de plus grande puissance ont une plus grande capacité.

Jusqu’à ce que vous arriviez à des batteries de 36 volts qui seraient trop lourdes pour être gérées avec des capacités de 5 ou 6 Ah, elles ont donc tendance à atteindre une capacité maximale de 2,5 Ah. Si 36 volts sont nécessaires pour alimenter un outil (par exemple une tronçonneuse), on utilise alors 2 packs de 18 volts.

Les  » kits  » de batteries sont souvent livrés avec deux batteries, l’une avec une capacité inférieure, par exemple 1,5 Ah, et l’autre avec une capacité supérieure, par exemple 4,0 Ah.

Cela est dû à une différence de poids significative entre les deux et une telle combinaison offre de meilleures options et une plus grande flexibilité lors de différents travaux.

Le temps de charge correspond au temps nécessaire pour « recharger » la capacité de la batterie. (Cela n’a rien à voir avec la puissance ou la tension de la batterie – voir ci-dessous).

Plus la capacité est grande et plus la charge est épuisée, plus il faudra de temps pour la reconstituer.

Les temps de charge sont indiqués en supposant que la batterie est complètement déchargée. Les chargeurs eux-mêmes peuvent également fournir le courant à un rythme rapide ou lent.

Par exemple, une batterie Li-Ion de 4 Ah peut être rechargée en 60 minutes, tandis qu’une version de 1,5 Ah peut être rechargée en seulement 15 minutes.

Puissance de la batterie

La capacité d’une batterie à fournir de l’énergie est exprimée en volts.

La tension de la batterie ne doit pas être le seul critère utilisé pour évaluer la puissance d’un outil électrique.

Vous devez combiner la puissance de la batterie avec la conception du moteur (par exemple, sans balai) et la transmission pour obtenir une image complète.

Mais en général, une tension de batterie plus élevée équivaut à une plus grande puissance, et comme vous pouvez vous y attendre, les tâches légères peuvent être accomplies avec des batteries moins puissantes. Les tâches lourdes nécessiteront une tension plus élevée.

Ainsi, les tournevis sans fil sont généralement indiqués avec des batteries de 3,6 ou 4 volts, par exemple, les perceuses avec 12 volts et les percuteurs et marteaux perforateurs avec 18 volts.

Forme et apparence de la batterie

A quoi ressemble réellement la batterie ? Les batteries sont généralement décrites comme étant « collées » ou « pod » lorsqu’elles sont insérées dans l’outil nu (ou le chargeur), ou « coulissantes » lorsqu’elles sont attachées à l’outil ou au chargeur par une paire de « rails » métalliques.

Poids de la batterie

Le poids de la batterie est une considération très importante. Les batteries Li-Ion sont nettement plus légères que les batteries NiCad ou NiMH, à tension et capacité égales.

Par exemple, une batterie NiCad de 18 volts et 3 Ah peut peser 1,5 lb, alors que son équivalent Li-Ion peut peser seulement 0,6 lb.

Un équivalent NiMH pèserait 0,9 lb.

Bien sûr, le Li-Ion, étant le plus léger, est aussi le plus cher.

Pour les batteries de la même chimie :

• Celles qui ont une plus grande puissance seront plus grandes et plus lourdes que celles qui ont une puissance plus faible, et
• ceux de plus grande capacité seront plus grands et plus lourds que ceux de moindre capacité.

En d’autres termes, pour le même poids et la même chimie de batterie, vous pouvez choisir entre

• une tension plus élevée / une capacité plus faible et
• tension inférieure / capacité supérieure

Tout choix sera influencé principalement par les tâches que vous voulez effectuer. Les tâches lourdes exigeront en premier lieu une tension plus élevée.

Progrès dans le développement des batteries

Aujourd’hui, il est évident que l’introduction des batteries Li-Ion (initialement trop chères pour la plupart d’entre nous, mais aujourd’hui relativement abordables), avec leurs capacités et leurs durées de fonctionnement plus importantes, a révolutionné notre façon de travailler.

La plupart des avancées récentes dans le développement des cellules de batteries ont eu lieu avec les batteries Li-Ion et plusieurs fabricants ont introduit des versions de packs de batteries « compactes » fournissant la même tension et la même capacité avec des empreintes plus petites que leurs prédécesseurs.

De telles réductions de la taille et modifications de la forme du bloc-piles réduisent également le poids de l’outil et ont un effet significatif sur son équilibre et sa sensation.

En outre, les améliorations apportées aux chargeurs de batterie ont été maintenues au même niveau que celles des blocs de batterie eux-mêmes.

La batterie et le chargeur fonctionnent conjointement pour une protection optimale.

Un chargeur refroidi par ventilateur maintiendra la batterie plus froide pendant la charge, et la protection électronique des cellules de la batterie la protégera contre la surchauffe ou la surcharge pendant l’utilisation de l’outil.

Le développement des batteries en général est devenu une préoccupation majeure pour les fabricants qui tentent de s’imposer sur le marché.

En dehors de la mise au point des composants mécaniques (par exemple, les progrès de la technologie brushless) et de l’ergonomie des outils, il ne reste pas grand-chose à améliorer pour les fabricants en dehors de la technologie des batteries.

Pourtant, la conception de cellules plus petites et plus légères pour les packs de batteries, l’augmentation de la protection des cellules contre la surchauffe et les dysfonctionnements, la réduction des temps de charge, tout cela a son utilité.

Jetez un coup d’œil aux dernières innovations sur les sites Web des fabricants pour vous en rendre compte par vous-même.

Si vous vous demandez où nous en serons dans 10 ans, il est fort possible que la technologie à l’état solide, où le sodium remplace le lithium dans la composition chimique de la batterie et augmente de 300 % les durées de fonctionnement des Li-Ion, soit la norme !