Facteurs de dangerosité des batteries lithium
Les batteries lithium-ion sont performantes, mais elles présentent des risques spécifiques lorsqu’elles sont endommagées, mal gérées ou mal triées.
L’emballement thermique
⚠️ C’est le phénomène le plus critique. ⚠️
Définition : Une réaction en chaîne interne qui augmente la température de la cellule jusqu’à atteindre un point où la chaleur produite dépasse la chaleur dissipée, menant à un incendie ou une explosion.
Déclencheurs possibles :
• Surcharge ou surchauffe
• Chocs, perforations, vieillissement
• Défauts de fabrication
Mécanisme physique :
1. Rupture de la couche SEI* sur l’anode
2. Dégradation du séparateur → courts-circuits internes
3 . Réactions exothermiques + dégagement de gaz
4. Inflammation de l’électro
*SEI : Le SEI, ou interphase électrolyte solide, est un film mince qui se forme sur l’anode d’une batterie pendant la charge précoce. Il permet aux ions de lithium de passer tout en bloquant les électrons, empêchant la rupture en cours d’électrolyte. Cette couche est essentielle pour les performances, la sécurité et la longévité dans les batteries au lithium en stabilisant les réactions internes.
Les courts-circuits internes
Ils surviennent lorsque le séparateur est endommagé (choc, fabrication, vieillissement), provoquant un contact direct entre anode et cathode.
Conséquences :
- Échauffement localisé
- Déclenchement d’un emballement thermique
Diffusion d’oxygène
Certaines chimies d’électrodes (notamment riches en nickel ou cobalt) peuvent libérer de l’oxygène à haute température.
Effets :
- Accélère la combustion
- Alimente la flamme en cas d’incendie
Réactions en chaîne
Lorsqu’une cellule entre en emballement thermique, la chaleur se propage aux cellules voisines
Résultats :
- Propagation thermique
- Incendie généralisé du pack batterie
Diffusion de gaz toxique
Lorsque la batterie entre en emballement thermique ou subit une forte dégradation, l’électrolyte et les matériaux des électrodes se décomposent, libérant un mélange de gaz inflammables et toxiques.
Effets :
- Toxicité aiguë (HF, CO, aldéhydes).
- Irritation respiratoire sévère (HF, formaldéhyde).
- Risque d’explosion (H₂, méthane, éthane).
- Augmentation de la pression interne → risque d’éclatement de la cellule et de projection de matière incandescente .
