Dangers lors de la manipulation de batteries lithium-ion

Les batteries lithium-ion sont une technologie relativement jeune. Cependant, depuis leur lancement sur le marché au début des années 1990, elles ont durablement marqué le marché du stockage de l'énergie et ont progressivement remplacé les anciennes technologies.

Aujourd'hui, les batteries lithium-ion font partie intégrante de notre quotidien et pour cause : elles peuvent être particulièrement petites et pour autant très performantes. Elles sont donc intéressantes pour un grand nombre d'applications. Non seulement les smartphones et les tablettes tirent leur énergie des batteries lithium-ion mais elles jouent également un rôle important dans le domaine de l'électromobilité. Les systèmes de stockage d'énergie au lithium sont beaucoup utilisés en raison de leur densité d'énergie élevée avec un faible poids mort et une charge rapide.

On entend sans cesse parler d'incidents liés aux batteries lithium-ion : explosions et incendies, ces incidents peuvent avoir de graves conséquences dévastatrices.

Avec les normes de production actuelles, les batteries au lithium peuvent être considérées comme sûres.

En règle générale, divers tests de sécurité sont déjà effectués par le fabricant avant la mise en place sur le marché des produits. Par exemple, les dispositifs de stockage d'énergie au lithium ne peuvent être transportés seulement si un certificat de test selon UN 38.3 est disponible.

Afin d'obtenir ce certificat, une série de tests doit être réussie au cours de laquelle les batteries sont testées dans diverses conditions de transport.

Les tests comprennent :

Étant donné que les batteries peuvent être sollicitées au-delà de leurs limites de charge lors de tels tests, ils se déroulent sous des précautions de sécurité particulières.

Beaucoup de nos clients effectuent également leur propre série de tests, par exemple pour vérifier la sécurité des accumulateurs en relation avec leurs produits. Pour cela, vous utilisez les systèmes de tests pour batteries lithium-ion de DENIOS comme environnement de test sûr.

Afin d'augmenter la sécurité des batteries lithium-ion, les fabricants peuvent déjà les équiper de divers dispositifs de sécurité au niveau des cellules. Par exemple, si un électrolyte inflammable est utilisé dans la cellule, des additifs ignifuges peuvent être ajoutés pour fournir une meilleure protection. Le logement résistant aux chocs de la batterie dans un boîtier résistant à la corrosion avec de la mousse ignifuge peut également être une mesure efficace.

Néanmoins, vous devez faire preuve d'une prudence supplémentaire lors de la manipulation des batteries lithium-ion car de nombreux incendies se produisent encore.

Le danger vient de la conception de la batterie elle-même : lorsque des matériaux à haute densité énergétique et des électrolytes hautement inflammables se rencontrent, ils forment un mélange chimique. Il est donc particulièrement dangereux qu'une batterie au lithium libère son énergie stockée de manière incontrôlée. Dès que la chaleur résultante dépasse le point de fusion du séparateur, une réaction en chaîne incontrôlable se produit, c'est le redoutable « emballement thermique ».

L'énergie thermique élevée conduit initialement à l'évaporation du liquide électrolyte, qui produit de la chaleur supplémentaire et des gaz combustibles. Si la pression dépasse un certain point, les gaz combustibles sont libérés et forment un mélange inflammable avec l'air des flammes apparaissent à l'extérieur de la batterie.

Même l'emballement thermique d'une seule cellule suffit à chauffer les cellules voisines du bloc de batterie pour qu'une réaction en chaîne se produise avec de graves conséquences. Une fois que cela a été mis en marche, il ne faut que quelques minutes pour que la batterie brûle de manière explosive.

Ces incendies de batteries lithium-ion sont difficiles à contrôler et le feu se propage rapidement. Les pompiers n'ont souvent qu'à protéger les zones voisines.

En fonctionnement normal, l'utilisation de batterie lithium-ion est considérée comme sûre. Cependant, selon la VDE, cela ne s'applique que tant que tout le monde les manipule correctement. Par exemple, si les batteries lithium-ion sont manipulées ou stockées de manière incorrecte, elles peuvent causer un risque important pour la sécurité. Même les défauts techniques à l'usine ne peuvent pas toujours être exclus d'emblée.

Surcharge électrique

La charge et la décharge des batteries représentent un risque. Une surcharge électrique peut se produire pour un certain nombre de raisons telle que l'utilisation d'un chargeur inapproprié. Mais une décharge peut également provoquer un incendie. En effet, si les batteries lithium-ion ne sont pas utilisées durant une longue période, elles peuvent se décharger complètement. Des conditions de stockage incorrectes comme un stockage en dehors de la température de stockage recommandée par le fabricant peuvent favoriser cet effet.

Ici, le liquide électrolyte se décompose et des gaz facilement inflammables se forment. Si vous essayez de recharger les cellules lithium-ion déchargées, l'énergie fournie ne peut plus être convertie correctement en raison du manque de liquide électrolytique. Un court-circuit ou un incendie peut en résulter.

Dommages mécaniques

Lors de la manipulation de batteries lithium-ion, il existe toujours un risque de les endommager. Les collisions avec les véhicules de l'entreprise, une chute sur un sol dur ou un écrasement dans de mauvaises conditions de stockage ne sont que quelques exemples de dommages mécaniques. DENIOS propose différentes solutions de stockage sécurisé des batteries lithium-ion selon vos besoins. Si les cellules sont déformées en conséquence, cela peut entraîner des courts-circuits internes et un incendie dans la batterie. De plus, une contamination dans la production des cellules elles-mêmes ne peut pas être exclue à 100 %. Dans de rares cas, les particules qui pénètrent accidentellement dans la cellule pendant la production peuvent l'endommager de l'intérieur avec le temps. Des courts-circuits internes peuvent également se produire ici.

Surcharge thermique

Des sources de chaleur ou d'énergies externes peuvent chauffer les batteries au lithium et provoquer un incendie en raison d'une surcharge thermique. Les sources de danger typiques peuvent être un feu ouvert, des pièces de machine brûlantes ou un stockage en plein soleil.