Manipulation des piles au lithium

Introduction

Les piles au lithium sont sans doute les piles les plus populaires pour les appareils ménagers. Elles se présentent sous différentes formes, tailles et couleurs. Elles ont cependant en commun d'utiliser du lithium métallique comme anode. Par rapport aux autres piles, elles sont plus sûres et plus légères. Bien qu'elles soient un peu plus chères que leurs concurrentes du point de vue de l'acheteur, elles l'emportent sur ces dernières en raison de leur vitalité et de leur productivité.

Mais dans quelle mesure sont-ils sûrs ?
Dans cet article, nous allons déterminer dans quelle mesure les piles au lithium sont sûres. Nous analyserons ce qui peut les faire exploser, quels sont leurs composants et comment les manipuler en cas d'explosion. Nous examinerons également les précautions à prendre pour éviter que les piles ne prennent feu.

Que contient une batterie au lithium-ion ?

Les batteries au lithium (Li-ion) sont composées de quatre éléments principaux :

Cathode

La fonction principale de la cathode est de déterminer la tension et la capacité de la batterie. La cathode est une combinaison multi-métallique de manganèse, de cobalt et de nickel. C'est ici que se produit la réaction chimique de la batterie au lithium.

Anode

Comme la cathode, l'anode est le siège de réactions actives. La fonction de l'anode est de permettre au courant électrique de circuler à travers les électrons.

Électrolyte

L'électrolyte permet le mouvement des ions lithium entre la cathode et l'anode pendant la charge et la décharge. Les électrons, quant à eux, se déplacent à travers les feuilles ou les fils métalliques. C'est ce mouvement qui permet à la batterie de fonctionner efficacement.

Séparateur

Le séparateur assure la sécurité de la batterie en agissant comme une barrière entre la cathode et l'anode.

Quelles sont les causes d'explosion des piles au lithium ?

Après avoir compris les composants de la pile au lithium, vous avez peut-être une idée de ce qui peut provoquer une explosion. La réponse courte est un court-circuit.

Le fonctionnement efficace d'une batterie au lithium dépend de la direction du mouvement des ions lithium. Lors de la charge, les ions se déplacent de la cathode vers l'anode. L'inverse se produit lorsque l'alimentation est coupée. Le lithium, qui est instable, est très efficace pour stocker l'énergie.

En raison de la nature volatile du lithium, les ions lithium de la batterie sont libérés lentement et progressivement. Toutefois, s'ils sont libérés en une seule fois, une explosion peut se produire. Cela se produit principalement lorsque le séparateur est défaillant et que l'anode et la cathode se touchent.

Les piles au lithium explosent-elles lorsqu'elles sont percées ?

Oui, c'est le cas. Mais il s'agit d'une réponse technique qui dépend généralement de la taille de la crevaison.
En cas de perforation avec une aiguille, par exemple, il y aura des traces de fumée blanche car l'oxygène qui pénètre dans la batterie réagit avec le lithium. Il ne s'agit pas d'une explosion, mais d'un exemple révélateur de ce qui se produira en cas de perforation plus importante.

La composition interne d'une batterie li-ion contient des électrodes constituées de petites feuilles de métal situées à quelques millimètres l'une de l'autre. En cas de perforation, ces électrodes subissent des courts-circuits. Cela conduit alors à l'explosion de la batterie.

Entre les électrodes se trouve une couche d'électrolyte. Chaque électrode est recouverte de sa propre substance ; l'une est recouverte de lithium tandis que l'autre contient des composés d'oxygène. Ces deux substances sont très réactives. Dans une batterie saine, les ions lithium se déplacent librement. Les ions réagissent avec l'oxygène, ce qui entraîne un flux continu d'ions. Cela crée un équilibre : l'électrode de lithium devient négative tandis que l'électrode d'oxygène devient positive.

Dans une batterie percée, cependant, il n'y a pas de flux libre et continu d'ions, ce qui crée un déséquilibre. Les électrodes sont court-circuitées, ce qui peut entraîner l'explosion de la batterie.

Comment minimiser le risque d'explosion des piles au lithium ?

Il est important de prendre soin de votre batterie li-ion. Manipulez-la avec précaution et ne l'exposez pas à des conditions volatiles, en particulier à des températures élevées. Vérifiez également que sa composition interne n'est pas compromise.

Il existe plusieurs façons de minimiser les risques d'incendie des piles au lithium :
- Ne pas stocker, mettre ou conserver la batterie à côté de surfaces chaudes ou dans des endroits chauds. La température recommandée pour stocker la batterie est de 20℃ à 25℃.

- Si possible, conservez les appareils équipés de batteries au lithium-ion dans des endroits différents, par exemple pendant les voyages. Essayez de conserver ces appareils dans des sacs séparés, et si cela s'avère impossible, rangez-les dans des compartiments séparés. Le fait d'être à proximité ne rend pas les batteries susceptibles de s'enflammer. Cependant, cela augmente le risque de dégâts plus importants si l'une des batteries s'enflamme.

- Ne surchargez pas votre batterie. Les batteries Li-ion ont l'avantage de ne pas être constamment à court d'énergie. Ne laissez pas votre batterie se vider complètement. Utilisez le bon type de chargeur pour votre batterie lithium-ion afin d'éviter tout risque de dommage.

Les batteries lithium-ion explosent-elles dans l'eau ?

Les batteries au lithium-ion n'explosent pas dans l'eau.

Le seul risque d'explosion de ces batteries est qu'elles soient percées, immergées dans l'eau et qu'elles soient traversées par un courant électrique. Les batteries lithium-ion modernes sont dotées de mesures de sécurité qui réduisent les risques d'explosion. Même dans le cas où de l'eau pénètre dans les cellules. Dans ce cas, il y aura une réaction chimique due au déséquilibre créé lorsque l'eau entre en contact avec les matériaux volatils de la batterie. Cette réaction n'est toutefois pas assez forte pour provoquer une explosion.

Que faire en cas d'explosion d'une batterie au lithium-ion ?

Si votre batterie lithium-ion explose, il y a plusieurs façons de gérer la situation. Parmi celles-ci, citons
- Vous devez empêcher le feu de se propager en utilisant de l'eau pour le maîtriser. Utilisez des extincteurs spécifiques pour des causes d'incendie spécifiques, par exemple un extincteur de classe D pour une batterie au lithium-métal.
- Utilisez un extincteur à mousse pour les batteries lithium-ion. Si vous n'en disposez pas, vous pouvez utiliser du CO2, de la poudre de cuivre, de la poudre chimique ABC ou du carbonate de sodium (soude).
- Si vous ne pouvez pas éteindre le feu, créez un environnement contrôlé pour que les piles brûlent.
- Prenez note des cellules qui brûlent, car chacune d'entre elles peut brûler à son rythme.
- Si le feu se propage à d'autres zones, utilisez les extincteurs recommandés pour éteindre le feu. Il faut toujours éviter d'aggraver un incendie.
- En cas d'explosion de lithium-ion, il faut faire appel à du personnel formé ou qualifié.

Conclusion

Comme nous l'avons indiqué, les risques d'explosion des batteries lithium-ion sont rares. Toutefois, en cas d'explosion, assurez-vous que vous disposez de l'équipement adéquat pour éteindre l'incendie. Si cet équipement est accessible, contactez du personnel qualifié.