Parmi les piles au lithium primaires, il existe un compromis naturel entre deux types de cellules : celles conçues pour fonctionner à long terme avec un faible taux d’utilisation et une faible autodécharge ; et celles offrant un fonctionnement à court terme avec un taux d’utilisation plus élevé mais une autodécharge plus importante.
Les cellules à enroulement spiralé présentent une grande surface commune entre l'anode et la cathode, ce qui leur confère une capacité de courant élevée. Les cellules à bobine ont une surface commune anode/cathode plus réduite, ce qui limite leur vitesse de décharge, mais aussi leur vitesse d'autodécharge. Certaines batteries au lithium, notamment les batteries au chlorure de thionyle de lithium (LiSOCl2Les cellules LiSOCl₂ à enroulement spiralé, utilisant le dioxyde de soufre de lithium et le dioxyde de manganèse de lithium, peuvent fournir de l'énergie rapidement pendant des périodes relativement courtes. Les cellules LiSOCl₂ à enroulement spiralé possèdent des électrodes à grande surface, ce qui permet des puissances de sortie plus élevées. Cependant, leur principal inconvénient réside dans un taux d'autodécharge nettement supérieur. À l'inverse, les cellules LiSOCl₂ à enroulement cylindrique présentent une surface d'électrode beaucoup plus réduite, ce qui limite leur puissance de sortie et leur taux d'autodécharge.
Une analogie simple entre ces deux types de batteries serait celle d'un verre d'eau de 250 ml (8 oz). Avec le temps, la grande ouverture du verre permet à l'eau de s'évaporer plus rapidement (autodécharge plus importante). Mais cette même ouverture permet à l'eau de s'écouler rapidement (débit de sortie plus élevé). L'ouverture plus large fournit de l'énergie immédiatement dans les applications gourmandes en énergie. Cependant, si l'on souhaite conserver cette eau pendant une période prolongée, cette ouverture plus large devient problématique, car elle accélère l'évaporation.
Une pile LiSOCl2 de type bobine se caractérise par une cathode cylindrique entourée d'un matériau anodique. Ce type de pile est facile à fabriquer, présente un faible taux d'autodécharge et ne nécessite pas de fusible de sécurité.
Certaines piles LiSOCl2 de type bobine ont été conçues pour fournir un taux de décharge modéré sur une durée de vie relativement longue, avec un faible taux d'autodécharge annuel de l'ordre de 1 à 2 %. Stockées, ces batteries consomment environ 10 à 20 % de leur capacité initiale en dix ans. On peut comparer ce comportement à celui d'une canette de soda à ouverture moyenne : l'ouverture plus petite permet une évaporation plus lente que dans un grand verre, mais le liquide ne peut pas s'écouler aussi rapidement.
Date de publication : 27 octobre 2023
