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Pourquoi les batteries au lithium-ion explosent-elles?


Les batteries au lithium-ion sont, dans l'ensemble, incroyablement sûres, mais très rarement elles prennent 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? Voyons

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Les batteries lithium-ion rechargeables - le type de batterie qui se trouve dans votre ordinateur portable, téléphone et tablette gadget moderne que vous possédez, ainsi que les voitures électriques et les avions-sont responsables de la révolution de l'appareil portable. Sans batteries lithium-ion, je ne serais pas capable d'écrire cet article assis dans un café;

Qu'y a-t-il à l'intérieur d'une batterie au lithium-ion?

Pour comprendre pourquoi les batteries lithium-ion sont parfois défaillantes, vous devez savoir ce qui se passe sous la batterie. capuche. 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 des voitures électriques et des avions peuvent avoir des centaines de cellules

Ce qui fait exploser une batterie au lithium-ion

Ce qui rend les batteries lithium-ion si utiles, c'est ce qui leur donne aussi la capacité de prendre feu 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 d'un seul coup, la batterie peut exploser.

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

La plupart des incendies et des explosions de batteries lithium-ion se résument à un problème de courte durée. la mise en circuit. Cela se produit lorsque le séparateur en plastique tombe en panne et laisse l'anode et la cathode se toucher. Une fois ces deux éléments réunis, la batterie commence à surchauffer.

Le séparateur peut échouer pour un certain nombre de raisons:

  • 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 dans 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

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  • 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.
  • Runaway thermique et cellules multiples: Bien qu'il ne soit pas pertinent pour les batteries individuelles comme celles de la plupart des smartphones (l'iPhone X possède en réalité deux cellules), une seule batterie doit échouer. Une fois qu'une cellule surchauffe, vous obtenez un effet domino appelé «emballement thermique». Pour les batteries avec des centaines de cellules, comme celles de Tesla Model S, l'emballement thermique peut être un très gros problème.

batterie parfois échouer peint 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 de nombreuses mesures de sécurité pour éviter l'échec des batteries, ou au moins atténuer les dommages qu'une panne peut causer.

Crédit photo: wk1003mike / Shutterstock.com.


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