Les piles Finger : à l’épreuve

Pour suivre le rythme effréné de la vie moderne, nous utilisons de plus en plus d’appareils mobiles et compacts qui nous donnent un sentiment d’individualité et de liberté. Mais un tel « vol autonome » est impossible sans sources d’énergie miniatures et fiables, sinon les téléphones, les lecteurs, les appareils photo, les montres et autres jouets électroniques modernes se figeront sans bouger…

Merci au personnel de l’ONG Quant pour son aide dans la réalisation des tests comparatifs.

Des technologies de l’information et de la communication modernes, prêtes pour le test!

Actuellement, les sources de courant chimique CPS sont classées en trois catégories : les piles galvaniques, les batteries et les piles à combustible FC . Les piles galvaniques et les batteries qui les composent sont les principales sources de courant.

Ils génèrent directement du courant par des processus chimiques internes irréversibles, et ne peuvent donc être utilisés qu’une seule fois. Les sources secondaires batteries , en revanche, ne produisent pas elles-mêmes de l’électricité : elles reçoivent d’abord de l’énergie de l’extérieur charge , puis restituent l’énergie stockée. De tels cycles de charge-décharge peuvent être jusqu’à plusieurs centaines de fois.

Les piles à combustible constituent un développement prometteur pour les HIT, bien que le principe en ait été proposé par William Grove dès le XIXe siècle. De la même manière que les batteries classiques, elles fournissent du courant par le biais de réactions chimiques oxydation-réduction , mais la source des électrons libres est le combustible hydrogène, méthanol , et les électrodes servent simplement de catalyseurs.

Les batteries ne s’usent donc pratiquement pas, avec une efficacité pouvant atteindre 50 %. La seule chose qui reste à faire est de le ravitailler à temps. Malgré l’introduction généralisée des batteries et l’avenir de l’énergie électrolytique, les piles galvaniques n’ont pas perdu leur position et restent la source d’énergie la plus fréquemment utilisée.

Pôle voltaïque – l’origine du test

Les origines de la pile remontent aux expériences de l’Italien Alessandro Volta, qui a réfuté la théorie de l' »électricité animale » du naturaliste Luigi Galvani.

En réalisant des expériences avec des arcs de cuivre et de zinc immergés dans une solution saline, il a prouvé que ce n’était pas du tout dans la physiologie animale, mais dans les réactions chimiques qu’il était possible d’obtenir de l’électricité. En 1800, Volta poursuit ses recherches sur l’effet galvanique en créant la première source chimique de courant continu pilier de Volta , qui donne une « charge indestructible », contrairement à la jarre de Leyde jetable qui existait à l’époque.

Les scientifiques Cruikshank, Daniel, Grove, Bunsen, Grain et al. ont eu pour objectif d’augmenter la durée de vie des piles et batteries galvaniques, en utilisant différentes électrodes et électrolytes. La conception de George Leclanchet en 1865, qui était le prototype des piles zinc-carbone à électrolyte salin piles au sel d’aujourd’hui, est toujours utilisée et est souvent appelée pile Leclanchet.

Carl Gassner a mis au point des piles sèches sel pour se débarrasser de l’électrolyte liquide, peu pratique à utiliser. Elles ont été produites industriellement pour la première fois il y a plus de 100 ans, en 1896, par la société National Carbon.

D’où vient l’énergie du doigt ??

Physiquement, dans une batterie, la conversion de l’énergie d’une forme d’énergie chimique en une autre forme électrique . Le transfert de charge est réalisé par un changement d’énergie interne. Si l’on se place du point de vue d’un chimiste, il y a dans la cellule une réaction d’oxydation d’une électrode et de réduction de l’autre. Cela implique le transfert d’ions métalliques de l’électrode oxydante vers l’électrolyte, ce qui entraîne une charge positive.

Toutefois, il est d’usage de classer les piles en fonction des substances impliquées dans la réaction, c’est-à-dire du système électrochimique, plutôt que de la réaction qui a lieu. Il existe aujourd’hui plusieurs types de systèmes électrochimiques : lithium, manganèse-zinc, mercure-zinc et argent-zinc.

Les piles manganèse-zinc sont les plus utilisées pour alimenter les appareils ménagers et électroniques. Il s’agit d’un nom générique qui comprend plusieurs types : cellules salines, chlorures, alcalines et dépolarisées à l’air.

Les piles qui intéressent le plus les consommateurs sont les piles alcalines Alkaline , dans lesquelles l’électrolyte est un alcali sous la forme d’une solution aqueuse d’hydroxyde de potassium. En raison de leurs bonnes performances, elles remplacent progressivement les autres types de cellules.

Par exemple, ils sont performants à des courants de décharge élevés, présentent une meilleure étanchéité et un courant d’autodécharge plus faible. Très efficace pour les décharges moyennes et longues. Les piles alcalines peuvent être utilisées à des températures allant de -25°C à +55°C et tolèrent bien les températures inférieures.

L’autopsie a révélé

À l’époque soviétique, plus d’un milliard d’éléments galvaniques de différentes tailles et applications ont été produits dans notre pays. Mais après la chute de l’Union soviétique, certaines des usines dotées d’équipements modernes sont parties à l’étranger Géorgie, Lituanie, etc. .d. , et les gisements de zinc se trouvent au Kazakhstan.

Les relations économiques habituelles sont perturbées, mais la demande de piles ne fait que croître et la France voit affluer les piles et accumulateurs importés qui dominent aujourd’hui le marché.

À titre de comparaison, les piles alcalines de taille la plus courante, désignées sous le nom de LR6 1,5 V dans la norme européenne CEI et appelées à juste titre « piles digitales » par le grand public, ont été achetées à l’adresse suivante.

1 Les dimensions géométriques des piles ont été testées. En effet, s’il est inférieur à la valeur admissible, vous obtiendrez un mauvais contact, et s’il est supérieur, les piles risquent tout simplement de ne pas entrer dans le compartiment à piles. Les mesures ont montré que les fabricants de cellules essaient d’utiliser les plus grandes dimensions possibles, mais aucun d’entre eux n’est allé au-delà de la norme.

2 Il existe également une limite de poids pour les piles LR6 de 25 g maximum. C’est normal, car ils sont principalement utilisés dans les appareils portables. Mais même dans ce cas, aucun des éléments n’a fait l’objet de réclamations – leur poids était dans la norme.

3 En outre, chaque échantillon a été ouvert pour étudier sa construction, et la masse des matériaux actifs a été pesée. Les piles Duracell Basic et Duracell Turbo sont celles dont l’électrode positive est la plus lourde. Les experts ont également noté le bon remplissage de l’électrode négative de Cosmos et de GP.

Cela a également été confirmé par les radiographies effectuées pour évaluer l’emplacement des matériaux actifs à l’intérieur du boîtier. Je dois admettre que tous les échantillons ont été réalisés avec une très bonne qualité de production.

Achetez moins et jouez plus longtemps

Lorsqu’il achète des piles alcalines, le consommateur est en droit de s’attendre à ce qu’elles durent assez longtemps. Cependant, leur longévité dépend dans une large mesure de l’endroit où ils sont utilisés et de l’intensité de leur utilisation.

Dans cette optique, tous les échantillons ont été testés sur des bancs d’essai spéciaux dans quatre modes, simulant le fonctionnement de radios, de moteurs et de jouets, de lecteurs et de flashguns, comme l’exige la norme internationale CEI.

1 Les piles LR6 doivent assurer au moins 60 heures d’utilisation continue pour les radios transistorisées, mais les échantillons testés dépassaient ce chiffre de plus d’un tiers. Si vous allumez le récepteur pendant 4 heures par jour, le Cosmos dure 87 heures, soit presque autant qu’une Duracell Turbo 86 heures .

Bien qu’avec les batteries Sony, la radio s’éteigne avant tout le monde, 75,5 heures est un bon indicateur. Il faut dire que le fonctionnement des cellules en mode radio a été le plus long, nécessitant 5 semaines de tests en laboratoire.

2 La plupart des parents savent probablement que les piles sont rares pour les jouets électriques, les robots et les voitures des enfants. C’est pourquoi il est particulièrement bon de savoir que les piles alcalines modernes peuvent faire tourner les moteurs électriques jusqu’à deux fois plus longtemps que la norme 4 heures . Plus de 8 heures pour les batteries Cosmos, un peu moins pour le reste des cellules. Par exemple, les piles Philips ont donné 7 heures et 15 minutes d’autonomie, ce qui est un très bon résultat.

3 Chacun des échantillons testés peut fournir une alimentation stable pour les joueurs actuellement si populaires. L’autonomie de la batterie est de 19 heures en moyenne un peu moins pour le Sony . Mais les piles Duracell Turbo ont duré le plus longtemps dans ce mode – 21 heures 40 min., « Cosmos » 21 h 15 min . et Duracell Basic 20 h 45 min . .

4 Dans les appareils photo, la quasi-totalité de l’énergie d’une batterie est utilisée pour le flash. Par conséquent, on n’a pas mesuré le temps de fonctionnement mais le nombre d’impulsions 1000mA nécessaires pour le flash. Il devrait y en avoir au moins 200. Les cellules Philips produisaient 220 impulsions et répondaient aux exigences de la norme, mais la Sony était capable de produire 420 impulsions, et la GP encore plus, 470. Mais la batterie Cosmos est la meilleure avec 520 flashs.

Le Cosmos a plus d’énergie libre

Connaissant le temps de fonctionnement des batteries dans les différents modes, nous pouvons calculer la capacité électrique de ces cellules, mesurée en ampères-heures Ah . En d’autres termes, quelle est la « réserve » d’énergie de chaque batterie ?. Les calculs montrent que les piles Cosmos et Duracell Turbo ont la capacité moyenne la plus élevée. tableau 3 . Ce chiffre est légèrement inférieur pour PHILIPS et Sony 2,27 Ah .

Si nous comparons la capacité d’une batterie avec son coût, nous constatons que la batterie 1 Ampère-heure la moins chère est la Cosmos 5 Euro. 73 cp. et le GP 6 RUR. 77 cp. . La capacité des autres piles est sensiblement plus chère, notamment la Duracell Basic 12 rbl. . 13pc. et Duracell Turbo 14 Euro. 44 kop. . À propos, la différence de prix entre les piles Duracell Basic et Duracell Turbo est assez importante, et la capacité moyenne n’est différente que de 3,65 %.

Il est possible d’estimer les batteries en mode photo, en se basant non pas sur leur capacité, mais sur le nombre de flashes. Ainsi, pour chaque rouble dépensé pour une pile Philips ou Duracell Basic, vous pouvez obtenir 11 flashes. Alors que les cellules GP vous donneront plus de 29 flashs, et les cellules Cosmos plus de 34 flashs.

Une batterie peut-elle exploser ??

Même une petite pile peut causer de gros problèmes, par exemple si elle est accidentellement mise dans votre poche avec vos clés. Les bornes des électrodes peuvent être court-circuitées, ce qui provoque une réaction chimique dans la cellule, avec beaucoup de dégagement de gaz, de chaleur et, finalement, une explosion.

Pour éviter une explosion, le joint d’étanchéité comporte des « épines » spéciales qui doivent éclater en cas de surpression à l’intérieur de la cellule.

Les tests ont montré qu’aucune des cellules n’a explosé en cas de court-circuit, mais qu’elles sont devenues très chaudes. Cependant, outre le court-circuit, il existe un cas plus dangereux de fonctionnement anormal : l’inversion de polarité.

Certains appareils, tels que les lanternes, les magnétophones portables, les balances au sol, nécessitent plusieurs piles pour les alimenter. Et si vous en installez un seul de manière incorrecte, en mélangeant le plus et le moins, vous pouvez obtenir une situation explosive.

Heureusement, les batteries testées étaient fiables. Tous les échantillons ont ouvert la valve de sécurité, libérant les gaz accumulés et une partie de l’électrolyte. Les autres évaluations de la sécurité, notamment les fluctuations de la tension nominale, la résistance de l’isolation et les fuites d’électrolyte, étaient également satisfaisantes.

Les leaders du test

Des tests comparatifs ont démontré la bonne qualité des piles alcalines LR6 modernes, dépassant largement les exigences de la norme.

– Les piles Cosmos ont présenté les meilleures caractéristiques de décharge dans les différents modes de fonctionnement, à savoir.e. Ils sont universels.

– Les piles Duracell Turbo donnent les meilleurs résultats, car elles alimentent les joueurs plus longtemps que les autres.

– Les piles Cosmos et Duracell Turbo sont les moteurs et les engrenages les plus durables des jouets pour enfants.

– Les piles Cosmos et Duracell Turbo donnent une longue vie aux radios portables.

– Les cellules Cosmos, GP et Sony peuvent produire le plus grand nombre d’impulsions en mode photoflash.

– Les cellules Cosmos ont le coût le plus bas par Ampère-heure . Ils ont également le meilleur rapport qualité-prix. On peut donc affirmer que les batteries Cosmos sont les meilleures en termes d’efficacité énergétique.

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