Recyclage Batteries

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Des batteries sont présentes dans de nombreux appareils aujourd'hui et la tendance est à la hausse. Certains de ces appareils sont déclarés morts à cause d'une batterie en fin de vie. D'autres appareils meurent d'autre chose mais leur batteries, qui sont encore bonnes et pourraient être réutilisées, sont bien souvent mises en décharge. Le but de cette page est de regrouper des informations, des conseils et des liens pour faciliter le recyclage des batteries et des appareils qui les utilisent.

Précautions

Les batteries et les piles sont des produits dangereux, ou ils en contiennent. Le port de Lunettes de protection, Gants, Vêtements et Chaussures de travail est donc fortement recommandé. Et il est aussi recommandé d'éloigner les enfants.

  • Les accus au Lithium peuvent prendre feu, il faut s'abstenir de les perforer.
  • Les batteries au plomb contiennent de l'acide sulfurique (H2SO4) très corrosif.
  • Les accus sont souvent reliés par des lamelles métalliques très coupantes.
  • Les piles boutons peuvent être ingérées par les enfants.
  • Toutes les batteries ne sont pas rechargeables, attention !

Types de batteries

Il existe beaucoup de technologies de batteries comme on peut le voir dans le lien ci-dessous :

Pour les makers, certaines batteries sont plus intéressantes que d'autres pour des réalisations telles que les robots ou les drones, ou encore pour de la mobilité, powerbanks, lampes torches, véhicules électriques, etc... Les accus Li-Ion qui allient légèreté et forts courants sont particulièrement intéressants et on peut en récupérer des quantités assez importantes dans les batteries de notebooks en format 18650.

Charge des batteries

Naturellement pour charger des batteries, il faut des chargeurs spécifiques capables de respecter leurs cycles de charges et leurs tensions maximales. S'il s'agit d'accus individuels on pourra utiliser des chargeurs 'de salon', capables en général de charger de 1 à 4 accus. S'il s'agit de batteries à cellules multiples en série, on utilisera des chargeurs spéciaux, en général des chargeurs orientés Radio-Commande. Enfin, pour des réutilisations de batteries intégrées à des appareils, on emploiera des modules dédiés permettant de recharger un nombre fixe d'accus en série et capables de délivrer un courant donné.

Chargeurs 'de salon'

OPUS BT-3100

On voit dans ce comparatif qu'il existe une grande variété de chargeurs, certains pouvant être des re-brandings du même appareil, et il est difficile de faire un choix. Un de ces chargeurs a toutefois une assez bonne cote : l'OPUS BT-3100. Il allie des fonctionnalités intéressantes et un prix modéré. Il permet de charger 4 accus, Li-Ion ou NiMH, en choisissant individuellement le mode de charge et le courant, et d'en mesurer la capacité et la résistance interne.

Chargeurs Radio-Commande

Chargeur dédié RC

Les chargeurs de Radio-Commande sont capables de charger indifféremment des accus individuels ou des séries d'accus, et des accus de technologies différentes. Sur les sites marchands, parmi les modèles bon marché et assez répandus, on trouve les iMAX B6 ou B6-AC. Doté d'un afficheur, ils sont capables de charger des séries d'accus Li-Ion, NiMH, Pb. Pour recharger des séries d'accus avec ces chargeurs, il faut que les batteries soient dotées de connecteurs avec N+1 broches, N étant le nombre de cellules de la batterie.

Modules Individuels

Module TP4056

Des modules très bon marché permettent de recharger des accus Li-Ion individuels à partir du 5V, la plupart du temps issu de l'USB. Ils sont souvent basés sur le chip TP4056. D'autres modules, en plus de la charge, refabriquent du 5V à partir de l'accu Li-Ion. Pour un ou deux euros, on peut donc très facilement réutiliser des accus Li-Ion pour fabriquer des 'PowerBank' USB.

Modules BMS

Module BMS 4S

Dès que l'on souhaite réutiliser des accus Li-Ion pour des appareils fonctionnant sous des tensions un peu plus élevées, on va les assembler en série. On utilise alors la terminologie 2S, 3S,... 8S, etc.. pour désigner le nombre d'accus mis en série. Et si l'on met des accus en parallèle pour avoir plus de courant et de puissance, on utilise la terminologie 2P, 3P, etc... Par exemple, une batterie constituée d'une série de trois fois deux accus en parallèle sera notée '3S2P'.

Naturellement pour charger ces séries d'accus à l'intérieur d'un appareil, il faut y installer un chargeur spécifique capables de respecter les cycles de charge et les tensions maximales des batteries individuelles. On ne peut pas se contenter de les alimenter entre les deux bouts de la série en espérant que les accus aient des caractéristiques suffisamment identiques et soient déchargés de façon uniforme. On parle alors de BMS (Battery Management System). En plus de cette fonction d'équilibrage des tensions, certains BMS, comme ceux des batteries de notebooks, surveillent aussi la température et peuvent communiquer avec le notebook sur l'état de la batterie, en général par SMBus ou I2C.

Les modules BMS sont assez tolérants en terme de tension en entrée. Pour les BMS jusqu'à 4S on pourra le plus souvent les alimenter avec un chargeur 19V de notebook et un Barrel-Jack 5.5/2.1.

Méthodologie

Quand on commence à recycler des accus, et en particulier ceux des notebooks, on se trouve vite confronté à un problème : comment organiser le tri et le classement des accus 18650 pour pouvoir les réassocier ensuite et créer des ensembles homogènes.

Marquage des accus

Marquage des 18650

Il est important de marquer les accus pour pouvoir s'y retrouver. Personnellement, j'ai commencé par marquer les accus avec une lettre et un chiffre : A1, A2, etc.. Mais ce marquage montre vite ses limites, car le nombre total d'accus pouvant être répertoriés n'est que de 260. Je suggère plutôt d'utiliser un marquage à deux lettres et un chiffre AA1, AA2 qui permet d'atteindre 6760 accus. Avec deux lettres et deux chiffres on monte à 67600, c'est déjà pas mal chez un particulier.. Les deux lettres pouvant servir aussi à donner une indication de la couleur de l'accu ou du fabricant.

Mesure des accus

Mesure de 18650

Les caractéristiques intéressantes en vue d'une réutilisation future sont la capacité résiduelle (le nombre de milli-ampères heure), et la résistance interne. Le chargeur Opus BT-3100, via son mode de charge Discharge Refresh permet d'estimer la capacité des accus, et son mode Quick Test permet d'en estimer la résistance interne. Les accus de notebooks arrivent souvent assemblés en parallèle par deux, voire par 4. On peut les charger et les mesurer sans les séparer si l'on veut les réutiliser par grappes. On peut aussi laisser en place les lamelles de Nickel sur des accus individuels pour pouvoir y souder des fils facilement.

Accus à problèmes

Pré-Charge avec TP4056

Si on trouve des doublets d'accus provenant d'une même batterie de notebook ayant des caractéristiques très différentes, il vaut mieux alors les séparer pour voir s'il n'y a pas un des accus qui pose problème. De même, si un doublet a tendance à se décharger à vide, c'est souvent le signe qu'un des accus a un courant de fuite important. Si un accu est déchargé au-delà d'une certaine limite, un chargeur intelligent peut refuser de le charger. On peut parfois contourner ce problème en pré-chargeant l'accu avec un module de charge TP4056, bien moins exigeant sur l'état de l'accu.

Compilation des résultats

Une fois les accus mesurés, une simple feuille de calcul permet de calculer la capacité individuelle moyenne des accus et de les trier.

Réutilisation des accus

Naturellement, il faudra choisir les accus en fonction des applications désirées et prendre toutes les précautions pour protéger les batteries contre les courts-circuits, l'incendie, etc.. et choisir le bon chargeur ou le bon module de charge. Pour les utilisations en série, des accus de capacité et de résistance interne similaires sont évidemment à privilégier.

Les accus 18650 peuvent être réutilisés de plusieurs façons :

  • en remplacement d'autres accus de mêmes caractéristiques dans un appareil défectueux
  • pour augmenter la capacité d'un appareil, vélo électrique ou trottinette par exemple
  • pour rétro-fitter un appareil, par exemple remplacer les NiMH d'une visseuse par des Li-Ion
  • en utilisation directe, dans des PowerBanks, ou des lampes-torches
  • en 'Home Power Grid', ou 'PowerWall' pour alimenter tout ou partie de sa maison pendant les coupures du secteur, ou pour stocker de l'énergie solaire

Les accus de téléphone mobiles, tablettes, etc.. extra-plats et souvent de bonne capacité peuvent aussi être réutilisés. Pour ceux qui n'ont pas de fils soudés, mais de petits contacts, on peut les raccorder avec des broches à ressort : rechercher 'Pogo Pin Probe' sur les sites marchands

Exemple de réutilisations

Liens