Les batteries peuvent surchauffer à cause du froid

Quand il fait froid, une batterie rechargeable, semble avoir moins de capacité que d’habitude. Ce n’est pas une impression, c’est bien le cas. Les électrons se déplacent de l’électrode négative (la cathode) à l’électrode positive (l’anode) en passant par l’électrolyte qui sépare les deux. Quand il fait trop froid, il y a une résistance à ce transfert de charge, et cette résistance porte bien son nom, parce qu’elle est physiquement de la même nature que celle d’un radiateur ou d’un gaufrier électrique, par exemple, ce qui est la raison pour laquelle une batterie trop froide présente un risque de surchauffe interne, ce qui peut même être dangereux, même si normalement les batteries sont conçues pour être sécures.

À -40 ℃, les batteries grand public n’ont typiquement plus aucune capacité, à -20 ℃ elles en ont encore une, mais perceptiblement plus faible. La température idéale est aux environs de 20 à 25 ℃, ce qui est considéré dans beaucoup de situation, comme la température ambiante de référence. La courbe de perte de capacité est exponentielle, la capacité chute rapidement aux température basses, mais moins quand il fait encore assez chaud, alors utiliser une batterie à 10 ℃ ou un peu moins, ne fait pas trop perdre de capacité.

Les électrons se déplacent sous forme d’ions (atome ou molécule ayant une charge électrique, ici, négative), mais encore en plus, ces ions sont entourés d’autres atomes ou molécules liées à eux (ils sont dit solvatés), des molécules ou atomes qui proviennent de l’électrolyte. Pour que les électrons puisse rejoindre l’anode quand ils sont à sa proximité, les ions doivent d’abord être libéré de ce qui y est collé, et cela demande une énergie qui est normalement fournie par la température ambiante, sinon, ils restes bloqués contre l’anode et deviennent une résistance au passage du courant, et c’est ce qui se produit quand la température de la batterie est trop faible, quand il fait trop froid.

L’effet du froid sur une batterie n’est pas totalement réversible, parce qu’elle est constituée d’autres choses encore que simplement les électrodes, les ions et l’électrolyte. Elle contient des plastiques qui doivent être souples, à cause d’effets de dilation et contraction, normaux, de la batterie. Un plastique qui a subit le froid, devient cassant et ce n’est pas réversible. S’il faut y faire attention ou pas, dépend des températures les plus basses qu’on peut connaître et par exemple en Europe, on ne connait pas vraiment des températures très basses et même les -20 ℃ sont devenus rares depuis le réchauffement climatique. Mais dans une chambre froide, comme celles des entrepôts surgelés, cette gamme de températures est typique.

Ce n’est qu’un résumé de la vidéo ci‑dessous, qui donne quelques détails supplémentaire en plus de les illustrer.

Pourquoi le froid tue nos batteries ? — Scilabus — 13 Mars 2025