Batteries au lithium-ion alimentent un grand nombre de nos appareils quotidiens, qu'il s'agisse d'ordinateurs portables, de téléphones ou de véhicules électriques. Toutefois, à mesure que ces piles vieillissent et se dégradent, elles deviennent plus sensibles à des modes de défaillance tels que l'emballement thermique, qui peut conduire à un incendie. Les vieilles piles au lithium brûlent-elles facilement ?
Les vieilles piles au lithium brûlent-elles facilement ?
La réponse courte est oui : les vieilles piles au lithium peuvent absolument présenter un risque d'incendie plus élevé.
Lorsque les batteries lithium-ion subissent des cycles de charge/décharge pendant des mois et des années, des changements internes se produisent et réduisent leur stabilité :
- Le liquide électrolyte qui permet la circulation des ions lithium se dégrade lentement avec le temps. Des impuretés commencent à se former et peuvent nuire au bon fonctionnement de l'appareil.
- Les électrodes telles que l'anode et la cathode subissent une corrosion lente. Cela entraîne une détérioration de l'intégrité structurelle, provoquant des courts-circuits électriques.
- La membrane séparatrice qui empêche l'anode/cathode de se toucher se dégrade également lentement. En cas de défaillance, la batterie est court-circuitée.
Tous ces mécanismes de vieillissement se conjuguent pour rendre les incidents d'emballement thermique plus probables dans les vieilles batteries :
Qu'est-ce que l'emballement thermique ?
L'emballement thermique fait référence à une dangereuse boucle de rétroaction à l'intérieur des batteries défaillantes.
En raison de facteurs tels que les courts-circuits internes, la corrosion, etc., la batterie commence à surchauffer à un endroit donné. Cette chaleur se propage ensuite aux régions adjacentes.
Les régions de la batterie, qui étaient auparavant normales, commencent à surchauffer en raison de la propagation de la chaleur. Cela endommage encore plus la batterie et provoque un dégagement de chaleur encore plus important.
S'il n'est pas contrôlé, le cycle ci-dessus se poursuit jusqu'à ce que la totalité de la batterie soit consommée par la réaction. Un tel échauffement incontrôlé conduit à un incendie et même à une explosion.
Ainsi, les piles au lithium vieillies présentant des défauts préexistants présentent un risque plus élevé d'emballement thermique en raison de l'affaiblissement de leurs structures internes.
Signes de vieillissement d'une pile au lithium susceptible de tomber en panne
Au fur et à mesure que les piles au lithium se dégradent, elles présentent des signes communs qui servent d'avertissement avant qu'une éventuelle surchauffe ne se produise :
1. Réduction de la durée d'exécution et de la capacité
Les piles au lithium neuves fonctionnent pendant toute leur durée de vie nominale lorsqu'elles sont complètement chargées. Cependant, au fur et à mesure qu'elles vieillissent, leur capacité diminue.
Vous remarquerez que votre appareil s'épuise beaucoup plus rapidement, même si l'indicateur de batterie affiche une charge complète. Cette perte de capacité est due à la défaillance progressive des composants internes de la batterie.
2. Temps de charge plus longs
Outre des cycles de décharge plus rapides, les batteries au lithium vieillissantes prennent également plus de temps à se recharger complètement.
La charge des cellules lithium-ion est un exercice d'équilibre délicat. Le chargeur doit maximiser la capacité remplie tout en évitant les dommages dus à la surcharge.
Dans les vieilles cellules, une résistance interne plus élevée ralentit le processus de charge. Si le vieillissement entraîne également des défauts au niveau des électrodes, la charge devient léthargique.
Ainsi, des temps de charge anormalement longs indiquent que votre batterie a besoin d'être remplacée.
3. Gonflement et déformation
La forme rectangulaire compacte des piles au lithium est due à la stabilité de l'empilement d'électrodes et à la solidité de l'enveloppe extérieure.
Cependant, la corrosion et l'accumulation d'impuretés au fil du temps entraînent une expansion du volume interne. Celle-ci se dilate contre l'enveloppe, provoquant une déformation visible du gonflement.
Si vous remarquez que le bloc-batterie appuie légèrement sur le châssis de votre appareil, faites-le vérifier le plus rapidement possible avant que des problèmes thermiques n'apparaissent.
Bonnes pratiques : Utiliser et charger des batteries vieillies en toute sécurité
Bien qu'il soit impossible d'éviter totalement la défaillance des piles au lithium, vous pouvez prendre des mesures pour minimiser les risques d'incendie :
1. Suivre les recommandations du fabricant
Les fabricants de batteries réputés effectuent des tests approfondis pour formuler des conseils d'utilisation. Le respect des procédures de charge et d'utilisation conseillées vous permet de rester dans la zone de sécurité.
Respectez toutes les limites relatives aux tensions de charge, à la consommation électrique maximale de l'appareil et aux températures de fonctionnement. Le respect de ces limites minimise les risques de surchauffe.
2. Charge dans une surface ininflammable
La meilleure pratique consiste à toujours charger les piles au lithium sur des surfaces ininflammables telles que granit les comptoirs de cuisine. Cela permet d'éviter la propagation d'un incendie en cas de défaillance d'une batterie défectueuse.
Veillez également à ne pas placer de matériaux inflammables à proximité lorsque vous chargez l'appareil, par mesure de sécurité.
3. Cesser l'utilisation si des signes de défaillance apparaissent
Cessez immédiatement d'utiliser une pile au lithium qui présente un gonflement, des pics de température, une décharge anormale ou d'autres anomalies.
De tels comportements précèdent souvent des défaillances catastrophiques. Mettez ces éléments au rebut en toute sécurité, conformément aux réglementations en vigueur dans votre pays en matière de recyclage des piles.
N'essayez pas de ranimer des piles défaillantes, car cela augmente considérablement les risques d'incendie. Achetez plutôt des piles/appareils de remplacement.
4. Ne laissez pas les batteries déchargées
Si le fait de maintenir les cellules au lithium à une charge de 100% accélère également leur vieillissement, l'extrême opposé (charge de 0%) peut également s'avérer dangereux.
Les piles déchargées ont tendance à accumuler des dépôts métalliques de lithium à l'intérieur qui sont très instables. Évitez de laisser les piles au lithium complètement déchargées pendant trop longtemps.
Conclusion
En résumé, les batteries lithium-ion âgées et dégradées posent des problèmes de sécurité incendie nettement plus importants que les cellules neuves.
Les mécanismes de défaillance courants, tels que l'assèchement de l'électrolyte et la corrosion métallique, augmentent l'instabilité au fil du temps. Les risques d'échauffement incontrôlé, c'est-à-dire de dérapage thermique, s'en trouvent amplifiés.
Toutefois, les utilisateurs peuvent gérer les risques d'incendie des piles au lithium en suivant les directives d'utilisation, en minimisant les niveaux de charge et les conditions environnementales extrêmes et en retirant les piles dès les premiers signes d'anomalie.
Soyez donc vigilant quant aux comportements de vieillissement de la batterie de vos appareils. Remplacez au plus vite les cellules qui présentent des changements électriques/physiques étranges avant de vous retrouver avec une batterie défaillante susceptible de brûler !
