Tout savoir sur nos batteries de smartphone : rechargement, durée de vie, technologies, idées reçues

Nos smartphones n'ont pas une autonomie de folie, en général les constructeurs arrivent à proposer entre 1 et 2 jours suivant l'utilisation que l'on a de notre mobile. Nous allons donc voir à travers ce dossier la technologie employée et le rechargement de celle-ci pour en optimiser la durée de vie et son autonomie, surtout que de nos jours les marques comme Apple, Samsung ou encore Sony préfèrent intégrer des batteries non-amovibles.

Les différentes technologies existantes

Le Lithium est la principale matière utilisée dans la fabrication des batteries. Il est extrait dans des "salars" d'Amérique du Sud, en Argentine et au Chili. Avec l'avenir de l'automobile électrique, l'extraction va exploser et certaines craignent la pénurie de matière.

Lithium-ION (Li-Ion)

Histoire

Elle a été commercialisée pour la première fois en 1991 par Sony Energitech et est de nos jours la plus utilisée dans le domaine de l'électronique portable, c'est-à-dire les ordinateurs portables, les smartphones, les tablettes, mais aussi les véhicules électriques ou encore le petite robot Opportunity qui est en ce moment sur Mars et qui se recharge grâce à ses panneaux solaires.

Fonctionnement

Le fonctionnement d'une batterie Lithium-ION est un échange réversible d'ions lithium entre deux électrodes, une anode en graphite et une cathode en oxyde métallique, et se fait dans un électrolyte liquide. Sa tension nominale, selon la technologie, est de 3,6 ou 3,7 volts.

Avantages

Cette technologie a pour avantage une très haute densité énergétique pour un poids relativement faible et une importante énergie massique. De plus, elle n'est pas affectée par l'effet-mémoire comme les batteries à base de nickel et son autodéchargement est contenu, environ 10% par mois voire même moins de quelques pourcents par an. Aucune maintenance n'est nécessaire.

Inconvénient

Les charges et décharges profondes lors d'un cycle complet les font vieillir plus rapidement. Il peut se passer un court-circuit entre les 2 électrodes ce qui peut les rendre inutilisables et les fuites de l'électrolyte liquide sont dangereuses puisqu'il peut se transformer en produit corrosif au contact de l'air ou de l'eau. Lorsqu'elle monte en température et qu'elle dépasse 80° elle se dégrade très rapidement, il arrive parfois qu'elle explose, c'est aussi pour cela qu'il est indispensable d'y installer un système de sécurité. Il est aussi dangereux d'inverser les polarités et de percer leur boitier.

Lithium Polymère (Li-Po)

Histoire

Il aura fallu attendre 1999 avant de voir arriver les batteries Lithium Polymère appelé aussi Li-Po. Elles sont utilisées généralement comme les batteries Lithium-ION et leurs fonctionnements sont similaires. Cette technologie est également utilisée par l'électronique portatif comme les ordinateurs portables, les tablettes, les mobiles, les drones, les karts et même les vélos électriques. Certains constructeurs automobiles tentent l'expérience, car la technologie est plus stable.

Fonctionnement

Le fonctionnement est semblable au Lithium-ION, la différence réside dans le fait qu'au lieu d'avoir une électrolyte liquide nous avons un électrolyte gélifié, ce qui lui donne des avantages sur sa proche cousine.

Avantages

La batterie Lithium Polymère a les mêmes avantages que la ION, mais en plus elle peut prendre des formes variées et est plus fine. Sa densité énergétique est encore plus importante par rapport à la Lithium ION et pour un poids plus faible puisqu'il est possible de supprimer son enveloppe métallique. Elles peuvent même être déposées sur un support flexible.

Inconvénient

Premier point négatif, son prix qui est plus important que celui de la Li-ion. Le second est qu'elle dispose d'un nombre de cycles moins important en général entre 100 et 200. Le troisième est la sécurité puisqu'elle est moins résistante à la surcharge et aux fuites d'électrolytes, elles peuvent s'enflammer facilement si le constructeur ne respecte pas les règles de charge.

Rechargement, durée de vie et idées reçues

Un nombre de cycles prédéfinis

La durée de vie d'une batterie se compte en nombre de cycles. Un cycle correspond à une décharge complète suivi d'une recharge complète. L'avantage comme on a pu le voir précédemment sur les 2 technologies employées de nos jours est qu'elles ne sont pas affectées pas l'effet-mémoire, il est donc possible de ne recharger que partiellement sa batterie sans en subir l'impact. Si on recharge sa batterie à 50% pour ensuite la recharger jusqu'à 100%, cela ne compte que pour 1/2 cycle et en général elles peuvent supporter entre 500 et 1000 cycles sur un smartphone. Il est même recommandé de ne jamais décharger complètement son mobile pour éviter qu'une cellule soit inopérantes. A titre d'information, 1 cellule équivaut à environ 33% de l'autonomie de l'appareil. 

Le calibrage de la batterie permet d'optimiser sa durée de vie et son autonomie

Comme nous avons pu le voir, les cycles de décharge et recharge complets ne sont pas très appréciés par nos batteries, mais un calibrage ponctuel est nécessaire pour optimiser son autonomie. En général, il est recommandé d'en effectuer un tous les 30 cycles ou chaque mois. Pour effectuer ce calibrage, il faut partir d'une charge à 100% et descendre jusqu'à 10 voire 5%, attention à ne pas aller en dessous ! Éteignez complètement votre smartphone, il ne faut pas qu'il soit en veille, et mettez-le en charge jusqu'à arriver à 100%, voilà c'est terminé vous avez calibré votre batterie de smartphone. 

Laisser brancher son smartphone après 100%, une mauvaise idée ! Préférez un chargeur officiel aux normes Européennes.

Concernant le fait de laisser brancher au secteur son smartphone durant quelques heures alors qu'il est déjà à 100% ne sert à rien et cela peut même être néfaste si vous utilisez un chargeur ne respectant pas les normes Européennes. Un chargeur officiel ou non doit automatiquement se couper lorsque votre appareil est chargé à 100% donc méfiez-vous des contrefaçons venant d'Asie que vous trouverez sur eBay et même Amazon via des vendeurs tiers.

Inutile d'effectuer un cycle complet lors de la première utilisation de l'appareil

Si vous vous demandez s'il faut décharger et recharger complètement votre smartphone lors de sa première utilisation, sachez que cela ne sert strictement à rien puisqu'elle connait déjà sa capacité maximale donc elle n'a pas besoin d'un "calibrage".

La chaleur ennemi numéro 1 de la batterie

L'été arrive à grands pas et il faut savoir que la chaleur est le mal incarné pour une batterie. En effet, la température élevée d'une batterie peut faire diminuer sa capacité. Une étude démontre qu'une batterie entreposée durant 1 an à 0°C perd 2% de sa capacité alors que si celle-ci est stockée à 60 degrés elle perd 25% ! Il est donc préférable de ne pas utiliser son mobile lorsqu'il est en recharge pour ne pas le faire chauffer davantage, attention aussi lorsque vous utilisez votre smartphone comme GPS dans votre voiture, le soleil à travers le pare-brise augmente considérablement la température donc méfiez-vous si vous devez parcourir une longue distance pour aller en vacances.

N'utilisez pas de chargeur rapide sur un smartphone non compatible

Certains constructeurs mettent en avant la rapidité de rechargement de leurs appareils. Pour y arriver, ils utilisent des chargeurs rapides, une batterie plus performante et une technologie spécifique (Qualcomm Quick Charge, Samsung Charge Rapide, etc.). Néanmoins, vous pouvez utiliser ces chargeurs sur votre smartphone, mais faites très attention si celui-ci n'est pas compatible, vous pourriez le regretter en endommageant sérieusement votre batterie.

Fermer les applications ne permet pas d'avoir plus d'autonomie

Récemment les constructeurs, mais aussi Apple et Google ont annoncé que le fait de fermer vos applications sur votre tablette ou sur votre smartphone ne permet en aucun cas d'allonger l'autonomie de votre appareil bien au contraire, car lorsque vous avez besoin de relancer l'application elle met plus de temps et demande plus de puissance par rapport à un processus en veille. D'ailleurs, il faut éviter d'utiliser des applications de type App-Killer.

Quel avenir pour les batteries ?

Samsung et le graphène

Tous les constructeurs essaient de trouver une solution pour nous sortir de l'impasse des batteries au lithium que nous utilisons. Certains chercheurs pensent que la solution serait le graphène, un matériau découvert en 2004 qui permettrait d'augmenter la capacité de stockage des batteries Lithium. D'ailleurs, le constructeur coréen Samsung a annoncé l'année dernière qu'il était arrivé à développer une technologie qui lui permet de doubler la densité des batteries Lithium-ION en la recouvrant de graphème. Le graphème permet de protéger la batterie des effets néfastes des cycles de décharge/recharge.

Des nano-fils d'or

Une récente découverte des chercheurs de l'Université de Californie permet à une batterie d'être rechargée plus de 200 000 fois sans que son autonomie en souffre. Pour arriver à un tel résultat, ils ont utilisé des nanofils d'or, plus fins qu’un cheveu et de l'épaisseur d'une bactérie. Ils sont recouverts d'oxyde de manganèse et protégés par une couche d'électrolyte en gel. Cela permet d'éviter la corrosion et donc d'avoir une durée de vie et une capacité plus apportante. Maintenant qu'ils ont trouvé une solution qui n'est encore qu'au stade expérimentale, ils sont à la recherche d'un métal moins coûteux que l'or... Comme le nickel.

Les batteries à bactéries grâce à notre urine

Une autre solution est l'utilisation de notre urine pour alimenter nos batteries. Cette piste a été exploitée par l'Université de Bath et l'Université Queen Mary de Londres et le Bristol BioEnergy Centre qui sont arrivés à une batterie capable de produire de l'électricité pour seulement 2 livres sterling ! Les avantages avec ce procédé sont un rechargement plus rapide, une durée de vie et une puissance supérieure à nos batteries actuelles. De plus, elle permettrait à grande échelle de diminuer nos déchets. Le fonctionnement est simple, les chercheurs sont partis sur la même technique que la pile à combustible. Les bactéries de l'urine vont produire des molécules carbonées qui seront ensuite transformées en énergie et ainsi alimenter nos appareils.

Tout ça n'est pas pour tout de suite...

Comme on peut le voir, les chercheurs travaillent d'arrache-pied pour trouver une solution à notre problème d'autonomie que ce soit pour nos smartphones, nos tablettes et même nos PC. Le premier qui trouvera le Saint-Graal sera reconnu par ses pairs, mais avant d'arriver à une commercialisation, il faudra encore attendre quelques années. Vous allez encore pouvoir pester contre les constructeurs qui nous fournissent des mobiles ayant à peine une à deux journées d'autonomie pendant quelques temps..