Pourquoi les batteries au lithium-ion explosent-elles?

Alors que les batteries au lithium-ion sont, dans l'ensemble, incroyablement sûres, elles prennent parfois très feu ou explosent. Quand cela arrive, comme avec le fiasco Galaxy Note 7 de Samsung ou le rappel d'ordinateur portable plus récent de HP, c'est toujours une grande nouvelle. Alors que se passe-t-il et pourquoi les batteries sortent-elles parfois avec un bang? Découvrons-le.

Les batteries rechargeables au lithium-ion - le type de batterie qui se trouve dans votre ordinateur portable, votre téléphone, votre tablette et presque tous les gadgets modernes que vous possédez, ainsi que les voitures électriques et les avions - sont responsables de la révolution des appareils portables. Sans batteries lithium-ion, je ne serais pas capable d'écrire cet article assis dans un café;Au lieu de cela, je devrais être branché sur une source d'alimentation tout le temps.

Qu'y a-t-il dans une batterie au lithium-ion?

Pour comprendre pourquoi les batteries lithium-ion échouent parfois, vous devez savoir ce qui se passe sous le capot.À l'intérieur de chaque batterie lithium-ion, il y a deux électrodes - la cathode chargée positivement et l'anode chargée négativement - séparées par une fine feuille de plastique «microperférée» qui empêche les deux électrodes de se toucher. Lorsque vous chargez une batterie lithium-ion, les ions lithium sont poussés par l'électricité de la cathode, à travers les microperférations dans le séparateur et un fluide électriquement conducteur, et à l'anode. Lorsque la batterie se décharge, l'inverse se produit lorsque les ions lithium circulent de l'anode vers la cathode. C'est la réaction qui alimente votre ordinateur portable.

Les petites batteries, comme celles que l'on trouve dans les smartphones, n'ont généralement qu'une seule cellule lithium-ion. Les batteries plus grosses, comme celles des ordinateurs portables, ont normalement entre 6 et 12 cellules lithium-ion. Les batteries dans les voitures électriques et les avions peuvent avoir des centaines de cellules.

Qu'est-ce qui fait exploser une batterie au lithium-ion?

Ce qui rend les batteries lithium-ion si utiles, c'est leur capacité à prendre feu ou à exploser. Le lithium est vraiment génial pour stocker de l'énergie. Quand il est libéré comme un filet, il alimente votre téléphone toute la journée. Quand il est libéré en une fois, la batterie peut exploser.

Cette batterie lithium-ion d'un Boeing 787 de Japan Airlines a pris feu en 2013.

La plupart des incendies de batteries au lithium-ion et des explosions se résument à un problème de court-circuit. Cela se produit lorsque le séparateur en plastique tombe en panne et laisse l'anode et la cathode se toucher. Et une fois que ces deux se réunissent, la batterie commence à surchauffer.

Il y a un certain nombre de raisons pour lesquelles le séparateur peut échouer:

• Défauts de conception ou de fabrication: La batterie est mal conçue, comme avec le Galaxy Note 7. Dans ce cas, il n'y avait pas assez d'espace pour les électrodes et le séparateur.la batterie. Dans certains modèles, lorsque la batterie s'est un peu dilatée lors de la charge, les électrodes se sont pliées et ont provoqué un court-circuit. Même une batterie bien conçue peut échouer si le contrôle qualité n'est pas maintenu suffisamment serré ou s'il y a un défaut de fabrication.
• Facteurs externes: La chaleur extrême est presque garantie pour provoquer une panne. Les batteries laissées trop près d'une source de chaleur ou prises dans un incendie ont explosé.Un autre facteur externe peut également provoquer la défaillance d'une batterie lithium-ion. Si vous laissez tomber votre téléphone trop fort( ou trop souvent), vous risquez d'endommager le séparateur et de toucher les électrodes. Si vous percez la batterie( soit par accident ou délibérément), alors vous causerez certainement un court-circuit.

• Problèmes de chargeur: Un chargeur mal fait ou mal isolé peut également endommager une batterie lithium-ion. Si le chargeur shorts ou génère de la chaleur à proximité de la batterie, il peut faire assez de dégâts pour provoquer une panne. C'est pourquoi nous recommandons d'utiliser uniquement des chargeurs officiels( ou, à tout le moins, des chargeurs tiers de haute qualité de marques réputées).Les batteries au lithium-ion ont des protections intégrées pour les empêcher de surcharger. Bien que très rare, si ces précautions de sécurité échouent, la surcharge est un bon moyen de surchauffer une batterie.
• Thermal Runaway et plusieurs cellules: Bien qu'il ne soit pas pertinent pour les batteries unicellulaires comme celles de la plupart des smartphones( l'iPhone X possède en fait deux cellules), une seule batterie doit échouer pour toute la batterie. Une fois qu'une cellule surchauffe, vous obtenez un effet domino appelé «emballement thermique». Pour les batteries avec des centaines de cellules, comme celles du modèle Tesla Model S, l'emballement thermique peut être un gros problème.

Même si l'examen des raisons pour lesquelles la batterie échoue parfois donne une image effrayante, les batteries lithium-ion sont une technologie sûre et mature. Le fait que ce soit toujours une nouvelle lorsqu'une batterie explose de façon inattendue montre à quel point ces événements sont rares. Les fabricants de batteries mettent en place un grand nombre de mesures de sécurité pour éviter que les batteries ne tombent en panne, ou au moins atténuer les dommages qu'une défaillance peut causer.

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