La charge rapide endommage-t-elle votre batterie?
Réponse courte: non, elle ne l'abîme pas. Vous trouverez ci-dessous une explication détaillée.
Pour répondre à cette question, il faut examiner 3 facteurs:
⚠️ Premier facteur: la chimie de la batterie et ses limites.
Les smartphones utilisent le plus souvent des batteries Li-Ion et Li-Pol, très proches dans leur conception et leurs processus chimiques. Les batteries Li-Pol peuvent toutefois avoir une tension légèrement supérieure (jusqu'à 4.35V). Ces deux types sont souvent regroupés sous le terme générique de batteries au lithium. Il existe aussi des batteries LiFePo4, également au lithium, mais leur tension est différente (3.65V max.), leur densité énergétique est plus faible et elles ne sont donc pas encore utilisées dans les smartphones.
Pendant longtemps, la règle pour les batteries Li-Ion était que le courant de charge/décharge ne devait pas dépasser 0.5-1C, soit 0.5-1A par 1000mAh de capacité. La chimie des batteries a évolué avec le temps, de nouveaux électrolytes et matériaux d'électrodes sont utilisés, ce qui a permis à certains fabricants de créer des batteries à fort courant capables de supporter sans dommage jusqu'à 6C (OPPO), 8-12C (Infinix) et même jusqu'à 15C (Xiaomi, Vivo) par cellule.
⚠️ Deuxième facteur: la température.
La température est probablement le principal facteur qui influence la durée de vie et la stabilité des batteries. Elle est générée:
dans la batterie elle-même pendant la charge, en fonction de sa chimie et du niveau de maîtrise de sa fabrication (voir le premier facteur);
dans le contrôleur de charge lors de la conversion de la tension fournie par le chargeur vers le niveau de tension de la batterie;
dans les composants du smartphone pendant leur fonctionnement (processeur, mémoire, etc.).
L'évacuation de la chaleur (le refroidissement) est une tâche d'ingénierie importante, et le boîtier métallique du smartphone fait souvent office de dissipateur thermique.
Il est très important de contrôler la température des composants internes, surtout celle de la batterie. Des capteurs de température sont donc toujours installés sur la batterie et, si le seuil défini est dépassé, le courant de charge est réduit ou interrompu. Dans les cas particulièrement critiques, le smartphone est éteint.
⚠️ Troisième facteur: la technologie ou le protocole de charge de la batterie.
Il existe de nombreux protocoles de charge des batteries, qui sont apparus et ont évolué avec les technologies de fabrication des batteries et les contrôleurs de charge. Les premiers protocoles, tels que DCP, QC2.0 et PD, fournissent au dispositif en charge un courant à tension fixe depuis le chargeur. La tension choisie et le courant de charge (dans la limite des options fixes disponibles proposées par le chargeur) sont déterminés par le contrôleur de charge du smartphone. Par exemple, 5V1.5A ou 9V3A.
Des protocoles de charge rapide plus efficaces sont apparus par la suite, notamment PPS (utilisé par les smartphones Samsung et Google Pixel) et des protocoles similaires (QC3, QC4, QC5, UFCS), ainsi que des protocoles propriétaires (Samsung SFC, OPPO VOOC/SuperVOOC, Xiaomi HyperCharge). Ces protocoles se distinguent des précédents car ils permettent d'ajuster souplement la tension et le courant dans une plage autorisée, par exemple 3.3-21V-5A, et d'envoyer directement à la batterie un courant adapté, la tension et l'intensité requises, sans conversion. Cela réduit fortement l'échauffement global de l'appareil (les pertes lors de la conversion de tension peuvent atteindre 10%, ce qui chauffe sensiblement le smartphone, y compris sa batterie). Ces protocoles de charge rapide permettent d'augmenter considérablement la puissance de charge tout en conservant une température de batterie acceptable pendant la charge.
La charge de la batterie suit le schéma CC/CV: au début du cycle, une batterie déchargée est chargée avec le courant maximal qu'elle peut accepter (tout en surveillant continuellement sa température). Une fois atteinte la tension maximale autorisée pour cette batterie (par exemple 4.2V), la tension est maintenue et le courant diminue progressivement. À la fin du cycle, le courant de charge devient presque nul, tandis que la tension reste constante avec un courant très faible.
Il est important de noter que le protocole de charge est défini lors de l'établissement de la connexion entre le chargeur et l'appareil chargé. Le chargeur et le smartphone doivent prendre en charge le protocole requis (ainsi que sa version) et, dans certains cas, le câble doit également le permettre. Par exemple, pour recharger à la puissance maximale les appareils Samsung haut de gamme, il faut un câble USB-C - USB-C avec une puce e-marker et une puissance nominale de 100W ou 240W, car le courant peut atteindre 5A. Un câble USB-C - USB-C ordinaire, sans puce e-marker (60W), n'autorise qu'un courant de 3A et ne permet donc pas d'exploiter pleinement le potentiel de charge rapide du smartphone.
ℹ️ Conclusions:
Les protocoles de charge qui utilisent la charge directe de la batterie sans conversion de tension (PPS et similaires) sont beaucoup plus efficaces, dégagent moins de chaleur pendant la charge et constituent la méthode de charge la plus favorable pour prolonger la durée de vie de la batterie.
Le contrôleur de charge de la batterie est un composant aussi important que la batterie elle-même et veille à sa protection. Il choisit le meilleur protocole de charge parmi ceux qui sont disponibles, adapte le courant de charge au niveau de la batterie et tient compte de ses caractéristiques, de ses limites et de la plage de températures de fonctionnement admissible. Cela garantit au final un résultat acceptable même avec des protocoles de charge rapide plus simples et plus anciens.
