Si vous possédez un smartphone, un ordinateur portable ou un véhicule électrique, il y a de fortes chances que vous utilisiez quotidiennement des batteries lithium-ion. Mais saviez-vous que ces batteries peuvent prendre feu inopinément et provoquer des blessures ou des dégâts matériels ?
C'est un fait troublant, mais pourquoi les piles au lithium prennent feu est une question importante pour les consommateurs. Dans ce guide, en tant que professionnel fournisseur de batteries au lithiumDans ce numéro, j'expliquerai les fondements scientifiques des incendies de piles au lithium, j'examinerai quelques exemples récents et je donnerai des conseils pour prévenir les risques d'incendie.
Pourquoi les piles au lithium prennent-elles feu ?
Les batteries au lithium-ion sont aujourd'hui omniprésentes, et ce pour une bonne raison : elles offrent une grande puissance dans un boîtier petit et léger. Cependant, certains défauts les rendent susceptibles de surchauffer et de s'enflammer dans les bonnes conditions.
Voici les principaux responsables des incendies de piles au lithium :
Emballement thermique
Le plus grand danger est ce que l'on appelle "l'emballement thermique". Il s'agit d'une réaction en chaîne où la chaleur déstabilise les produits chimiques contenus dans la batterie.
Au fur et à mesure que la température augmente à l'intérieur de la batterie, la pression s'accroît. Le boîtier de la batterie finit par se rompre, exposant le liquide électrolytique inflammable à l'oxygène.
Lorsque l'électrolyte s'enflamme, le feu qui en résulte est intense et difficile à éteindre. Les incendies peuvent atteindre plus de 1 000 degrés Celsius en quelques secondes !
L'emballement thermique est plus susceptible de se produire lorsque les piles sont surchargées, percées/endommagées ou exposées à une chaleur excessive.
Court-circuit interne
Le placage de lithium métal pendant la charge peut entraîner la formation de structures en forme de cheveux à l'intérieur de la batterie. Avec le temps, ces dendrites métalliques pénètrent dans le séparateur et créent un court-circuit interne entre les électrodes.
Le flux de courant important provenant d'un court-circuit génère une chaleur intense. Un emballement thermique et un incendie peuvent se produire si les températures deviennent incontrôlables.
Défauts de fabrication
Il arrive que des contaminants s'infiltrent dans les piles au lithium au cours de la production. Ces particules métalliques flottantes peuvent provoquer des courts-circuits et des risques d'incendie.
Les séparateurs minces ou défectueux sont un autre défaut de fabrication qui permet aux dendrites de pénétrer plus facilement. Un contrôle de qualité rigoureux est nécessaire pour éviter que des piles instables ne quittent la chaîne de montage.
Facteurs externes
Des facteurs externes, tels que des dommages physiques, peuvent directement déclencher des défaillances de la batterie.
Par exemple :
- Exposition de la batterie à des températures ambiantes élevées
- Pénétration ou écrasement du boîtier de la batterie
- Tentative de démontage/réparation à la main
Toutes ces actions peuvent endommager la batterie en interne et provoquer une surchauffe catastrophique.
Problèmes de chargement
L'utilisation de chargeurs défectueux ou incompatibles est une autre cause fréquente d'incendie de piles au lithium.
Les problèmes sont les suivants :
- Mauvaise isolation provoquant des étincelles ou un échauffement près de la batterie
- Chargeurs non officiels surchargeant/endommageant la batterie au fil du temps
- Les batteries li-ion modernes sont dotées d'une protection contre la surcharge. Mais il est toujours dangereux d'utiliser des chargeurs non homologués.
- S'en tenir aux adaptateurs OEM.
Composants de faible qualité
Avec la baisse des prix des batteries de véhicules électriques, certains fabricants ont rogné sur les composants essentiels :
- Systèmes de gestion des batteries (BMS)
- Câblage interne
- Systèmes de refroidissement
Cela a un impact sérieux sur la sécurité et rend plus probable une défaillance lors d'une utilisation normale.
Incendies récents de piles au lithium dans l'actualité
Nous avons tous entendu parler de téléphones, d'ordinateurs portables ou de véhicules électriques qui ont pris feu récemment. Pourquoi cela semble-t-il se produire de plus en plus souvent ?
D'une part, la demande de piles au lithium monte en flèche dans le monde entier. Plus d'appareils que jamais reposent sur la technologie du lithium, ce qui augmente les risques d'incendie.
La densité de la population est un autre facteur, en particulier dans les villes où les vélos et scooters électriques sont populaires. Souvent, l'infrastructure n'est pas équipée pour recharger simultanément des millions d'appareils.
Examinons quelques incendies récents de piles au lithium :
Vélos électriques à New York
Ces dernières années, des centaines d'incendies à New York ont été liés à des batteries de vélos et de scooters électriques. Ces incidents ont tragiquement causé plus d'une douzaine de décès à ce jour.
La ville compte plus de 10 000 cyclistes livreurs qui utilisent quotidiennement des batteries au lithium. Les mauvaises pratiques de recharge dans les immeubles d'habitation surpeuplés dotés de systèmes électriques inadéquats ont principalement alimenté cette crise.
Incendies de véhicules Tesla
Les véhicules électriques fournissent clairement les batteries au lithium les plus gourmandes en énergie que possèdent les consommateurs. Il n'est donc pas surprenant que ces batteries de grande capacité tombent parfois en panne, même si Tesla affirme que les risques d'incendie sont toujours moindres par rapport aux voitures à essence.
Dans quelques cas inquiétants, des Teslas ont pris feu spontanément alors qu'elles étaient garées et éteintes. L'emballement thermique dû à des défauts de fabrication ou à des collisions mineures est probablement à l'origine de ces incendies.
Systèmes de stockage d'énergie
Les batteries à grande échelle fournissent de l'électricité de secours aux bâtiments et au réseau, mais elles ont également été à l'origine d'incendies massifs. Un exemple notable est l'explosion d'une batterie de 2 mégawatts dans une installation de l'Arizona Public Service en 2019, qui a blessé plusieurs pompiers.
Ces exemples soulignent la nécessité de renforcer les réglementations et les normes de prévention des incendies pour la technologie des piles au lithium.
4 conseils pour prévenir les incendies de piles au lithium
Heureusement, il existe quelques mesures clés que les consommateurs et les fabricants peuvent prendre pour minimiser les risques d'incendie liés aux piles au lithium :
1. Éviter les chargeurs et accessoires de contrefaçon
De nombreux incendies sont dus à l'utilisation de chargeurs non conformes ou incompatibles. Utilisez toujours le cordon de charge fourni avec l'appareil ou un cordon de rechange authentique recommandé par le fabricant.
2. Ne pas surcharger
Bien que les batteries au lithium soient dotées d'une protection intégrée contre la surcharge, il est préférable de ne pas laisser les appareils branchés toute la nuit après la fin du cycle de charge. La surcharge use les batteries au fil du temps.
3. Manipuler avec précaution
La chute de votre téléphone ou de votre ordinateur portable peut endommager les piles au lithium de manière invisible. Les bosses, les odeurs bizarres, les sifflements ou les signes de fuite sont des signaux d'alarme. Jetez en toute sécurité les piles qui présentent ces signes d'alerte.
4. Stocker correctement
Ne laissez pas les appareils alimentés au lithium en plein soleil ou dans d'autres endroits chauds pendant de longues périodes. Les températures ambiantes élevées accélèrent les réactions chimiques à l'intérieur des piles, ce qui augmente les risques d'incendie.
La demande mondiale doublant au cours des prochaines années, l'industrie des piles au lithium a manifestement du travail à faire pour améliorer les normes. Mais la sensibilisation des consommateurs aux meilleures pratiques est également très importante.
Comprendre pourquoi les piles au lithium prennent feu est le premier pas vers la sécurité. Grâce à la diligence accrue des fabricants et des utilisateurs, nous pouvons être sûrs que nos appareils ne nous exploseront pas littéralement à la figure !
