Rechargez une batterie au lithium à l'aide d'un chargeur spécifique au LiFePO₄, en utilisant un profil de charge en deux phases CC/CV. Réglez la tension entre 14,4 et 14,6 V pour une batterie de 12 V, et le courant entre 0,2C et 0,5C de la capacité nominale en ampères-heure de la batterie. Ne rechargez jamais la batterie à une température inférieure à 0 °C sans système de chauffage intégré.

Les batteries au lithium batteries sont plus faciles à recharger que les batteries au plomb, mais les règles sont suffisamment différentes pour qu'un chargeur de batterie au plomb finisse par endommager progressivement une batterie au lithium. Ce guide aborde les phases de charge, les tensions, les durées de charge, les limites par temps froid, ainsi que les bonnes habitudes qui permettent de prolonger la durée de vie d'une batterie.

Comment recharger les batteries au lithium- Batteries: les principes de base expliqués

Rechargez une batterie au lithium à l'aide d'un chargeur adapté à sa composition chimique, en utilisant un profil de charge en deux étapes CC/CV. Pour une batterie LiFePO₄ de 12 V, réglez la tension entre 14,4 et 14,6 V et le courant entre 0,2C et 0,5C de la capacité nominale en ampères-heure. Ne rechargez jamais une batterie à une température inférieure à 0 °C sans système de chauffage intégré.

Les batteries lithium-ion batteries sont plus faciles à recharger que les batteries plomb-acide, mais les règles diffèrent suffisamment pour qu’un chargeur inadapté finisse par endommager progressivement la batterie. Ce guide aborde les phases de recharge, les tensions en fonction de la composition chimique, la durée de recharge, les limites en cas de froid, ainsi que les bonnes habitudes qui permettent de prolonger de plusieurs années la durée de vie d’une batterie.

Comment fonctionne la recharge d'une batterie au lithium ?

batteries s lithium-ion de toutes les compositions chimiques par une charge en deux étapes, appelée CC/CV.

1. Courant constant (CC). Le chargeur délivre un courant constant jusqu'à ce que la tension du bloc atteigne la valeur de consigne, soit 3,65 V par cellule, ou 14,6 V pour une batterie de 12 V. Cette phase permet de restaurer la majeure partie de la capacité.

2. Tension constante (CV). Le chargeur maintient cette tension tandis que le courant diminue progressivement jusqu'à zéro. La charge s'achève lorsque le courant tombe à environ 0,05 C.

Un système de gestion de batterie (BMS) supervise le processus. Il surveille chaque cellule, assure leur équilibrage lorsqu'elles approchent de leur pleine charge et déconnecte la batterie si la tension, le courant ou la température sortent des limites de sécurité.

Le lithium présente une courbe de tension stable sur la majeure partie de sa capacité ; par conséquent, la mesure de la tension au repos est bien moins révélatrice de l'état de charge que ce n'est le cas avec les batteries au plomb. Un pack de 12 V affiche une tension proche de 13,2 V, qu'il soit chargé à 70 % ou à 30 %. Utilisez plutôt un moniteur à shunt ou le système de notification Bluetooth intégré à la batterie.

Quel chargeur faut-il utiliser pour une batterie au lithium ?

Il vous faut un chargeur doté d'un profil LiFePO4, c'est-à-dire un chargeur qui délivre un courant constant (CC) puis une tension constante (CV) à la tension appropriée et qui s'arrête, plutôt que de passer par une phase d'absorption ou d'égalisation comme c'est le cas avec les batteries au plomb.

Selon votre configuration, cela signifie :

• Chargeur CA ou onduleur/chargeur avec un profil lithium sélectionnable pour la recharge sur secteur ou par générateur

• Régulateur de charge solaire MPPT avec préréglages pour batteries au lithium ou réglages de tension entièrement personnalisables

• Chargeur CC-CC destiné à la recharge par alternateur dans un camping-car, un fourgon ou un bateau, qui protège à la fois l'alternateur et la batterie

• Chargeur multi-batteries si vous utilisez des batteries « batteries » connectées en série et que vous souhaitez que chacune d'entre elles soit chargée indépendamment

Un chargeur pour batteries au plomb n'est pas l'appareil adapté. Ses tensions ne correspondent pas, il peut déclencher un cycle d'égalisation auquel le lithium ne doit jamais être soumis, et il maintient indéfiniment le mode de maintien alors que le lithium n'en a pas besoin. Certains appareils plus anciens recherchent également une signature de tension qu'un pack lithium ne produit jamais, ce qui fait qu'ils refusent de démarrer ou ne s'arrêtent jamais.

Comment recharger une batterie au lithium en toute sécurité

Suivez ces étapes dans l'ordre :

1. Vérifiez la température. La batterie doit être à une température supérieure à 0 °C avant le début de la charge.

2. Vérifiez le profil du chargeur. Sélectionnez LiFePO4 ou réglez les tensions manuellement à partir de la fiche technique de la batterie.

3. Réglez le courant de charge. Visez une valeur comprise entre 0,2 C et 0,5 C, soit entre 20 A et 50 A pour une batterie de 100 Ah.

4. Branchez d'abord le pôle positif, puis le pôle négatif, en veillant à ce que le chargeur soit éteint.

5. Reliez le fil positif à proximité de la borne de la batterie.

6. Observez le premier cycle complet. Vérifiez que le chargeur réduit progressivement la tension puis s'arrête, au lieu de maintenir la tension indéfiniment.

Si vous mettez en service des batteries batteries pour un montage en parallèle, veillez à ce que leur tension ne diffère pas de plus de 0,1 V avant de les relier entre elles. Pour un montage en série, chargez d'abord chaque batterie individuellement jusqu'à sa capacité maximale, afin que l'ensemble du montage soit équilibré dès le départ.

Combien de temps faut-il pour recharger une batterie au lithium ?

Divisez la capacité par le courant de charge, puis ajoutez 10 à 20 % pour tenir compte de la diminution progressive de la tension de charge (CV) en fin de cycle.

Durée de charge ≈ (Ah ÷ intensité de charge) × 1,15

Le lithium se recharge plus rapidement que le plomb-acide à capacité égale, car il supporte un courant bien plus élevé. Le plomb-acide atteint son maximum entre 0,1 C et 0,2 C et nécessite une longue phase d'absorption ; le LiFePO₄ supporte sans problème 0,5 C et se recharge rapidement.

La recharge solaire est plus lente et moins prévisible, car le rendement dépend de la taille du parc de panneaux, de l'angle d'incidence du soleil et de la saison. Choisissez la taille de votre parc de panneaux en fonction de votre mois le moins favorable, et non du meilleur.

Quelle tension faut-il utiliser pour recharger une batterie au lithium ?

La tension de charge est définie par cellule, puis multipliée par le nombre de cellules montées en série. La valeur par cellule dépend entièrement du type de composition chimique du lithium utilisé — et c'est là que la plupart des dommages surviennent.

La différence est importante. Un chargeur Li-ion standard réglé sur 4,2 V par cellule fera dépasser largement à une cellule LiFePO₄ son plafond de 3,65 V et provoquera des dommages immédiats et irréversibles. La charge n'est jamais « au lithium » de manière générique, elle est toujours spécifique à la composition chimique de la batterie.

Pour les batteries LiFePO4 batteries utilisées dans les installations solaires et les systèmes hors réseau :

Si vous réglez la tension à un niveau trop bas, la batterie n'atteindra jamais sa charge maximale, ce qui entraînera une perte de capacité utile et empêchera le BMS d'équilibrer les cellules. Si vous la réglez à un niveau trop élevé, le BMS se déconnectera pour protéger le pack. Vérifiez toujours les valeurs exactes en vous référant à la fiche technique de votre batterie, car ces plages peuvent varier d'un fabricant à l'autre.

Peut-on surcharger une batterie au lithium ?

Une batterie LiFePO4 de qualité est équipée d'un système de gestion de batterie (BMS) doté d'une protection contre les surtensions qui déconnecte les cellules avant que des dommages ne surviennent. Cependant, le BMS constitue un dispositif de sécurité d'appoint, et non un régulateur de charge, et s'en remettre à lui a un coût.

Le fait de pousser à plusieurs reprises une batterie jusqu'à la coupure du BMS entraîne :

• Coupure soudaine de l'alimentation des charges lorsque la batterie est déconnectée

• Les pics de tension sur le bus CC qui peuvent endommager les onduleurs et les composants électroniques

• Un stress cellulaire supplémentaire qui réduit la durée de vie du cycle

Il n'est pas non plus nécessaire de maintenir une batterie au lithium à sa tension d'absorption maximale pendant de longues périodes. Contrairement aux batteries au plomb, les batteries LiFePO₄ ne se déchargent spontanément qu'à raison d'environ 1 à 3 % par mois ; il n'y a donc pas lieu de recourir à un mode de charge d'entretien permanent.

Peut-on recharger des batteries au lithium- Batteries e par temps froid ?

Ne pas exposer à des températures inférieures à 0 °C sans protection. La recharge d'une cellule LiFePO4 gelée provoque un dépôt de lithium, entraînant une perte de capacité permanente et irréversible. La décharge à basse température ne pose pas de problème ; c'est la recharge qui cause des dommages.

C'est un problème qui touche la majeure partie du Canada pendant au moins quatre mois par an. Voici trois façons d'y faire face :

• Protection contre les basses températures du BMS. Chaque batterie LiFePO4 disponible sur Volts Energies est équipée d'un BMS qui bloque l'entrée de charge jusqu'à ce que les cellules aient atteint la température de fonctionnement.

• Batteries avec chauffage intégré, tels que les modèles chauffants Elios Litio, qui réchauffent les cellules à l’aide du courant de charge avant d’accepter une charge complète.

• Conçus pour fonctionner à basse température batteries comme le RELiON RB100-LT, qui se recharge jusqu'à −20 °C.

Pour les cabanes, garages et abris extérieurs non chauffés, une batterie chauffante ou adaptée aux basses températures constitue la solution la plus pratique. Installer une batterie standard dans un espace non chauffé signifie qu'elle cessera tout simplement de se recharger pendant une grande partie de l'hiver.

Charge des batteries au lithium vs charge des batteries au plomb-acide

Ces deux types de chimie nécessitent des profils différents, et ces différences ont plus d'importance que la plupart des gens ne le pensent.

L'erreur la plus grave consiste à lancer un cycle d'égalisation de type « plomb-acide » sur un banc de batteries au lithium. Cette surtension délibérée pousse les cellules au-delà de leurs limites.

La ligne consacrée à la profondeur de décharge mérite qu'on s'y attarde un peu plus. Une batterie au plomb de 100 Ah offre une capacité utile d'environ 50 Ah ; une batterie LiFePO₄ de 100 Ah offre quant à elle 80 Ah, voire plus.

Comment recharger les batteries au lithium- Batteries e dans les installations solaires

Dans un système solaire, votre régulateur de charge MPPT fait office de chargeur. Configurez-le pour le lithium plutôt que de le laisser sur le réglage par défaut prévu pour les batteries au plomb.

Paramètres à vérifier :

• Tension d'absorption à régler selon la valeur indiquée par votre banque : 14,4 V, 28,8 V ou 57,6 V

• Temps d'absorption réduit, car le lithium n'a pas besoin de plusieurs heures à pleine tension

• Le flotteur réglé sur « bas » ou désactivé, selon les recommandations du fabricant

• Égalisation désactivée, toujours

• Détection de la température ou communication BMS activée, ce qui interrompt la recharge par temps froid

Lorsque le régulateur et la batterie le permettent, une liaison de communication est préférable à des réglages fixes. Les régulateurs Pylontech batteries, par exemple, communiquent avec les appareils Victron GX via le bus CAN ; ainsi, c'est la batterie elle-même qui indique au système quand arrêter la charge.

Batteries s sur la recharge des batteries LiFePO4 : ce qu'il faut savoir

Le LiFePO4 se comporte différemment des batteries au plomb-acide et des autres types de batteries au lithium, ce qui a des répercussions sur son utilisation au quotidien.

• Pas d'effet mémoire. Les recharges partielles ne causent aucun dommage ; vous pouvez donc recharger votre appareil dès qu'une source d'alimentation est disponible.

• Courbe de décharge plate. La tension reste comprise entre 13,2 et 13,6 V sur la majeure partie de la plage d'utilisation d'une batterie de 12 V.

• Longue durée de vie. La plupart des batteries LiFePO4 batteries offrent entre 3 000 et 6 000 cycles complets, soit environ 8 à 16 ans à raison d'un cycle par jour.

• L'équilibrage des cellules s'effectue vers le haut. Le BMS équilibre les cellules à mesure qu'elles approchent de leur charge maximale ; ainsi, le fait d'atteindre occasionnellement le stade d'absorption permet de maintenir l'équilibre du bloc-batterie.

• Stockage avec une charge partielle. Maintenez-la à environ 50 % si la batterie doit rester inutilisée pendant plusieurs mois.

C'est grâce à ce nombre de cycles de vie que le lithium s'avère plus économique à long terme, malgré son prix d'achat plus élevé.

Erreurs courantes à éviter lors de la recharge des batteries au lithium

1. Utilisation d'un chargeur pour batteries au plomb ou d'un profil de charge. Tensions incorrectes, maintien inutile et cycle d'égalisation éventuel.

2. Recharge à des températures inférieures à zéro sans chauffage ni protection du système de gestion de batterie (BMS).

3. Utiliser le BMS comme régulateur de charge. Il s'agit d'un dernier recours, et non d'un réglage.

4. Laisser la fonction « float » activée indéfiniment alors que le fabricant le déconseille.

5. Charge à un courant trop élevé. Des courants supérieurs à 0,5 C maintenus sur la durée génèrent de la chaleur et réduisent la durée de vie des batteries.

6. Évaluer l'état de charge uniquement à partir de la tension. La courbe plate rend cette méthode peu fiable.

7. Conserver la batterie à pleine charge pendant de longues périodes au lieu de les stocker à environ 50 %.

Comment prolonger la durée de vie d'une batterie au lithium grâce à une recharge adaptée

La durée de vie est indiquée dans des conditions de laboratoire. C'est votre façon de recharger la batterie qui déterminera si vous parviendrez à vous approcher de ces chiffres.

• Rechargez à un courant compris entre 0,2 C et 0,3 C pour un cycle quotidien. Un courant plus faible signifie moins de chaleur et un nombre de cycles nettement plus élevé.

• Maintenez l'état de charge entre 20 % et 80 % lorsque votre système le permet, et laissez la batterie se recharger complètement de temps en temps afin que le BMS puisse l'équilibrer.

• Veillez à ce que la température de la batterie reste supérieure à 0 °C pendant la charge et à l'abri d'une chaleur prolongée supérieure à 45 °C.

• Évitez systématiquement les décharges profondes jusqu'à la coupure du BMS comme pratique courante.

• Conserver à environ 50 % dans un endroit frais et sec, débranchée plutôt que branchée sur un chargeur à flottement.

Tout cela ne nécessite aucun équipement particulier, juste un chargeur correctement réglé et un écran indiquant l'état réel de la batterie. Si vous devez changer quelque chose, réduisez l'intensité de charge. Cela ne coûte rien, si ce n'est un peu de temps.

Conclusion

La recharge des batteries au lithium repose sur quatre éléments essentiels : un profil adapté, une tension appropriée, un courant raisonnable et le respect de la température. Utilisez un chargeur spécifique au LiFePO4 réglé entre 14,4 et 14,6 V par 12 V de banc de batteries, rechargez à un courant compris entre 0,2 C et 0,5 C, et n’appliquez jamais de courant à une batterie dont la température est inférieure à 0 °C sans la chauffer au préalable. Au-delà de cela, le LiFePO4 est tolérant : les charges partielles ne lui causent aucun dommage et il n’y a pas de risque de sulfatation. Une fois correctement configurée, cette batterie aura une durée de vie supérieure à celle de plusieurs batteries au plomb.

Foire aux questions

À quelle tension dois-je charger une batterie au lithium de 12 V ? 

14,4 à 14,6 V pour les phases de charge en masse et d'absorption, soit 3,6 à 3,65 V par cellule. La tension de maintien, si elle est utilisée, se situe aux alentours de 13,5 V.

Puis-je utiliser un chargeur pour batterie au plomb ou au lithium-ion sur une batterie LiFePO₄ ? 

Non, dans les deux cas. Les chargeurs pour batteries au plomb-acide sous-chargent les batteries et peuvent déclencher un cycle d'égalisation. Les chargeurs standard pour batteries Li-ion visent une tension de 4,2 V par cellule, ce qui est bien supérieur à la limite de 3,65 V des batteries LiFePO₄.

Combien de temps faut-il pour recharger une batterie au lithium de 100 Ah ? 

Environ 5,5 à 6 heures à 20 A, ou 2 à 2,5 heures à 50 A. Divisez la capacité par le courant de charge et ajoutez 10 à 20 % pour tenir compte de la diminution progressive de la tension en fin de charge.

Peut-on surcharger une batterie LiFePO₄ ? 

Le BMS se désactive avant que les cellules ne subissent des dommages, mais des coupures répétées sollicitent excessivement le bloc-batterie et peuvent provoquer des pics de tension sur le bus CC. Il est préférable de régler correctement le chargeur plutôt que de se fier au BMS.

Puis-je recharger une batterie au lithium à une température inférieure à zéro ? 

Pas sans protection. Une recharge à une température inférieure à 0 °C entraîne la formation de dépôts de lithium et une perte définitive de capacité. Utilisez une batterie chauffée ou dotée d'un système de gestion de batterie (BMS) avec protection contre les basses températures.

Quelle intensité de charge dois-je utiliser ? 

0,2 C à 0,5 C de la capacité de la batterie, soit 20 A à 50 A pour une batterie de 100 Ah. Des intensités plus faibles génèrent moins de chaleur et permettent d'augmenter le nombre de cycles.

Les batteries au lithium- Batteries e ont-elles besoin d'une charge d'entretien ? 

Non. Le LiFePO4 ne se décharge spontanément qu’à raison de 1 à 3 % par mois ; un mode « float » prolongé ne fait donc qu’aggraver la situation sans apporter aucun avantage. Consultez les recommandations du fabricant.

Est-ce mauvais de recharger partiellement une batterie au lithium ? 

Non. Le LiFePO4 ne présente aucun effet mémoire ; les charges partielles sont donc sans danger. Laissez-la se recharger complètement de temps en temps afin que le BMS puisse équilibrer les cellules.

Comment savoir quand une batterie au lithium est complètement chargée ? 

La charge prend fin lorsque le courant diminue jusqu'à environ 0,05 C à la tension définie. La courbe de tension étant plate, il est préférable d'utiliser un moniteur à shunt plutôt qu'une mesure de tension.

À quel niveau de charge dois-je stocker une batterie au lithium ? 

Environ 50 %, dans un endroit frais et sec, débranchée des chargeurs et des appareils connectés. Un stockage à 100 % pendant plusieurs mois accélère la perte de capacité.