Perte de Capacité par Cyclage de Batterie

Formule

Description

La capacité d'une batterie se dégrade à chaque cycle de charge-décharge en raison de changements chimiques et mécaniques irréversibles dans les matériaux d'électrode. Le modèle exponentiel de perte suppose une perte en pourcentage constante par cycle. Bien que simplifié (la perte réelle n'est pas parfaitement constante), il fournit des estimations utiles pour la planification de la durée de vie des batteries. Les cellules Li-ion sont généralement considérées en fin de vie à 80 % de leur capacité initiale. Le taux de perte dépend de la chimie, de la profondeur de décharge, du courant de charge, de la température et des limites de tension. La chimie LFP présente généralement des taux de perte plus faibles que le NMC ou le NCA.

Variables

• Qₙ — Capacité restante après n cycles (Ah)
• Q₀ — Capacité initiale (Ah)
• fade — Perte de capacité fractionnaire par cycle (par exemple 0,0002 pour 0,02 %/cycle)
• n — Nombre de cycles charge-décharge

Notes pratiques

Exemple : Q₀ = 3000 mAh, perte = 0,0002/cycle, après 1000 cycles : Q = 3000 × (1 − 0,0002)^1000 ≈ 2456 mAh (81,9 %). En résolvant pour n à 80 % de capacité : n = ln(0,8)/ln(0,9998) ≈ 1116 cycles. Des températures plus élevées, une décharge plus profonde et une charge plus rapide augmentent toutes le taux de perte. Le vieillissement calendaire contribue également à la perte de capacité, indépendamment du cyclage.