Combien de fois vais-je pouvoir recharger mon téléphone avec une batterie externe ?

Sélectionne ton téléphone iPhone ou Android et la capacité de la batterie externe que tu veux acheter et découvre en un clin d’œil combien de fois tu pourras recharger ton Smartphone :

Please select your phone and power bank mAh

Sais-tu combien de recharges tu auras avec 10000mAh ? et 20000mAh ?

L’erreur la plus répandue remarquée chez les utilisateurs qui veulent savoir combien de fois ils pourront recharger leur téléphone avec une batterie externe est de diviser la capacité de la batterie externe avec celle de leur dispositif à recharger, c’est-à-dire :

Nombre de recharges = Capacité de la batterie externe (mAh) / Capacité du dispositif (mAh)

Par exemple :

Si tu disposes d’une batterie externe d’une capacité de 10400 mAh et d’un téléphone avec une batterie de 2600 mAh.  Combien de fois pourras-tu recharger ton téléphone avec cette batterie externe ?

Si on applique la formule ci-dessus, on obtiendrait 4 charges complètes :

Nombre de recharges = 10400 mAh / 2600 mAh = 4 fois

ERREUR !!

Ce calcul ne peut pas être correct car on pense que la capacité de la batterie externe est celle indiquée par le fabriquant, alors qu’en réalité elle représente la capacité de la batterie interne stockée à l’intérieur de celle-ci.

Pour connaitre le nombre de recharges, tu dois prendre en compte la capacité réelle de la batterie externe :

Nombre de recharges = Capacité réelle de la batterie externe (mAh) / Capacité du dispositif (mAh)

Voici donc le principal problème rencontré à l’achat d’une batterie externe car l’utilisateur ne tient pas compte de la capacité réelle de celle-ci :

customer reviews power bank

Composants d’une batterie externe

Avant toute chose, tu dois connaitre les 2 éléments principaux qui composent une batterie externe ou Power Bank :

  1. Une batterie lithium formée par une ou plusieurs cellules connectées en parallèle.
  2. Un circuit électronique: Battery Management System (BMS), qui gère le processus de recharge et de décharge des cellules de la batterie.

La capacité réelle de la batterie externe dépendra par conséquent de la qualité des composants utilisés lors de sa fabrication et du rendement du circuit qui réalise la conversion du voltage.

Batterie

Une batterie externe Power Bank peut avoir une batterie formée par une ou plusieurs cellules d’ions de lithium (type 18650) ou de polymère de lithium de haute densité.

power bank components 18650 lithium cell
power bank components li-polymer cell

Les nouvelles générations de batteries externes utilisent cependant des cellules de polymère de lithium qui en font un produit plus léger et compact.

Chaque cellule utilisée possède une tension nominale de 3.6-3.7V avec une capacité qui varie de 1500 à 3600 mAh.

Si la batterie de notre Power Bank est composée de différentes cellules connectées en parallèle, la tension de la batterie sera la même que la tension nominale des cellules et la capacité totale serait donc la somme de la capacité de chacune des cellules.

Prenons un exemple : si on utilise des cellules type 18650 de 3350 mAh avec 3,7 V pour le montage d’une batterie externe, la capacité totale et la tension de celle-ci serait :

  • Si elle est composée d’1 cellule : 3350 mAh / 3,7 V
  • Si elle est composée de 2 cellules : 6700 mAh / 3,7 V (2X 3350 mAh)
  • Si elle est composée de 3 cellules : 10050 mAh / 3,7 V (3X 3350 mAh)
  • Si elle est composée de 6 cellules : 20100 mAh / 3,7 V (6X 3350 mAh)

Circuit électronique

Le port USB de la batterie externe qui est utilisé pour la recharge de nos dispositifs travaille à une tension de 5V, mais il faut se souvenir que la batterie du Power Bank a de son côté une tension de 3,7V.

Le circuit interne de la batterie externe se charge d’augmenter la tension de la batterie de 3,7V jusqu’à fournir les 5V nécessaire au port USB.

Ce circuit réalise en plus d’autres fonctions comme la protection en cas de survoltage, courts-circuits, surcharge, contrôle de la température …

Il se charge également de superviser la recharge de chaque cellule, de contrôler les indicateurs LED ou de montrer le niveau de charge de la batterie via un écran LED …

Toutes ces fonctions réalisées par le circuit interne engendrent un coût énergétique qui sera répercuté sur la capacité restante qu’aura la batterie externe au moment de la recharge des dispositifs.

Ce « coût énergétique » dépendra du rendement du propre circuit. En fonction de la conception et de la qualité des composants utilisés lors de sa fabrication, certaines batteries externes consommeront plus d’énergie que d’autres.

Pour cette raison, nous déconseillons l’achat de batteries externes bon marché et de marques inconnues qui, sans aucun doute, utilisent des batteries au lithium de mauvaise qualité et des circuits peu efficaces et dangereux.

Les batteries externes rencontrées sur le marché possèdent en général un circuit interne avec un rendement avoisinant les 85% mais certaines marques comme Xiaomi ou Anker peuvent arriver à un rendement supérieur à 90%.

Il est clair qu’un rendement de 100% n’est pas envisageable.

Il est physiquement impossible de transférer toute l’énergie d’un dispositif vers un autre sans aucune perte d’énergie durant le processus.

Comment calculer la capacité réelle d’une batterie externe Power Bank

A partir du moment où l’on connait les principaux composants d’une batterie externe et qu’en fonction de sa qualité, on aura un meilleur rendement ou non, voici une méthode pour calculer la capacité réelle d’une batterie externe :

Énergie d’une batterie externe

Il faut tout d’abord clarifier les termes techniques « capacité » et « énergie »

  • Ampère-heure (Ah) est une mesure de charge électrique qui représente la capacité d’une batterie. Elle se mesure généralement en milliampères-heure (mAh).
  • Watt-heure (Wh) est une mesure de l’énergie électrique. Elle est calculée en Wh : Ah x V.

Pour revenir à notre exemple, si on utilise une batterie externe avec une capacité de 10400 mAh ; cela veut dire qu’elle est composée de 4 cellules aux ions de lithium 18650 de 2600 mAh connectées en parallèle avec une tension de 3,7 V.

L’énergie totale que cette batterie externe pourra fournir sera donc la suivante :

Energie totale = 10400 mAh x 3,7V = 38480 mWh

Conversion du voltage

Comme il a été dit précédemment, le port USB des batteries externes fonctionnent avec une tension de 5V.  Le circuit interne doit donc augmenter par la suite la tension de 3,7 à 5V.

Après cette conversion, la charge électrique disponible est réduite à la sortie :

38480 mWh / 5V = 7696 mAh

Rendement énergétique du circuit

D’un autre côté, il faut tenir compte que le circuit interne de la batterie externe consomme également de l’énergie pendant le processus de conversion du voltage.  Ce n’est pas un processus idéal, il y aura toujours des pertes d’énergie.

En supposant que l’on utilise une batterie externe de bonne qualité et que son circuit interne possède un rendement de conversion de 90%, la capacité disponible à la sortie serait de :

Capacité réelle = 7696 mAh x 0.90 = 6926 mAh

En d’autres termes, cette batterie externe de 10400 mAh fournira 6926 mAh à la sortie, ce qui sera la capacité réelle que l’on disposera pour la recharge de notre téléphone.

Nombre de charges

Le nombre de fois que l’on pourra recharger notre téléphone de 2600 mAh avec cette batterie externe sera donc de :

Nombre de charges = 6926 mAh / 2600 mAh = 2.66 fois

Il faut se rappeler que tout ce raisonnement est basé sur certaines conditions idéales, comme le fait que l’on utilise une batterie externe neuve et que celle-ci se trouve en bon état.

Il ne faudra pas non plus utiliser le téléphone pendant le processus de charge car il y aura par conséquent une plus grande consommation d’énergie : applications ouvertes en second plan, Wifi, éclairage de l’écran … tout ca diminue la capacité de la batterie externe pour les prochaines recharges.

Exemple de la capacité réelle de la batterie externe Anker Astro Mini

Nous allons voir à présent un exemple de la capacité réelle de la batterie Anker Astro Mini pour savoir approximativement le nombre de recharges qu’elle pourrait fournir à notre téléphone si on l’achetait.

Cette batterie externe possède une batterie lithium-ion 18650 de 3200 mAh/3,7V et sur l’image suivante, le fabriquant nous informe du nombre de recharges disponibles pour les dispositifs suivants :

capacity anker astro mini

Nous allons déterminer la capacité réelle de la batterie externe de Anker :

Anker est une marque de qualité qui garantit que ses batteries ont un rendement énergétique de 92% :

Capacité réelle = 3200 mAh X (3,7V/5V) X 0,92 = 2178,56 mAh

En connaissant la capacité des dispositifs de l’image et en supposant que l’état de la batterie est neuf, nous pouvons calculer une moyenne du nombre de recharges fournies par la batterie externe de Anker pour chaque dispositif :

Bien que dans ce cas, sur l’image, le fabricant Anker nous informe déjà du nombre de recharges disponibles pour chaque dispositif, le téléphone Samsung Galaxy S5 pourrait être un très bon exemple :

DispositifCapacitéNombre  de charges
Galaxy Note 33200 mAh0,70
iPad Mini4490 mAh0,5
HTC One M82300 mAh1
Galaxy S52800 mAh0,8
Nexus 52300 mAh0,95
iPhone 5S1510 mAh1,5

Sans tenir compte que la capacité du Anker Astro Mini est moindre, on pourrait penser que cette batterie externe serait capable de fournir une recharge complète du Samsung S5 et même un peu plus … mais c’est faux ! Nous aurons à peine une batterie rechargée à 80% !

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