Le danger des batteries lithium-ion

[Source : ] Pixabay
Qui ne se souvient pas des surchauffes et parfois explosions des smartphones Galaxy Note 7 ? Cela se passait à l’été 2016. Il y avait même eu, à l’époque, un rappel mondial. Suite à cela il y a aussi eu l’embrasement d’une Tesla Model S et d’autres cas dans d’autres secteurs comme les PC Portables, les e-cigarettes, les avions,…

À tous ces dysfonctionnements, un point commun a été mis en exergue : la batterie dite "lithium-ion".

Les batteries lithium-ion

Elles ont été commercialisées à partir de 1991 par Sony Energitech et ont constitué une véritable révolution dans l'univers de l'électronique portative. Aujourd'hui, elles équipent aussi bien les Smartphones que les tablettes.

Leur avantage par rapport à des batteries nickel-hydrure est qu'elles sont 2 à 3 fois plus légères et nettement moins volumineuses d'où des gains appréciables en poids et encombrement pour les appareils portables. Ceci expliquant pour une large partie leur succès commercial.

Les batteries lithium-ion sont simples de fonctionnement puisque ne reposant que sur trois éléments :

👉 une électrode positive (cathode)
👉 une électrode négative (anode)
👉 une couche liquide électronique entre les deux électrodes (électrolyte)

Le courant électrique est délivré lorsque les ions lithium présents dans l'anode migrent vers la cathode poussant ainsi l'anode à libérer des électrons.

Mais si tout est simple pourquoi alors ces batteries peuvent surchauffer ou exploser ?

Les raisons de leurs problèmes

2 causes principales aux phénomènes de surchauffe :

👉 Difficulté à évacuer la chaleur lors de la charge de la batterie. Cela est souvent imputable à la forme de la batterie.
👉 Les deux électrodes se retrouvent malencontreusement en contact. Il s'ensuit un court-circuit générant un emballement thermique.

Les solutions possibles

👉 Revoir la forme des batteries pour tenir compte de la chaleur
👉 Incorporer un séparateur plus épais afin d'éviter que les deux électrodes n'entrent en contact.

Simple à dire mais pas évident à faire car les fabricants sont confrontés à la recherche de performance... souhaitée par les consommateurs.

👉 Amélioration de l'autonomie de la batterie : rien de plus agaçant que de devoir recharger régulièrement son Smartphone ou sa tablette. On veut davantage d'autonomie et pour cela les industriels doivent augmenter l'épaisseur des électrodes tout en diminuant celle du séparateur afin de ne pas avoir un encombrement supérieur.

Et c'est là, un des points où la bât blesse, car en rognant sur l'épaisseur du séparateur, les fabricants accroissent le risque de contact des électrodes ! Pas facile que de nous contenter sur tous les aspects !

👉 Diminution du temps de charge : Encore une demande des consommateurs qu'il convient de satisfaire. L'astuce, pour les fabricants, est d'augmenter un peu plus l'intensité du courant électrique délivré lors de la charge tout en s'exposant à la formation de dendrites (petits dépôts métalliques) qui peuvent causer un court-circuit.

Il apparaît que les entreprises poussent la technologie lithium-ion dans ses derniers retranchements tant par souci commercial que pour répondre aux attentes des consommateurs. Des incidents sont, hélas, toujours à craindre.
Un conseil : si vous voyez votre batterie gonfler.... évitez de l'utiliser !

Pour en savoir plus :

• https://www.phonandroid.com/pourquoi-batteries-explosent-comment-prevenir-cela.html
• http://doxa.u-pec.fr/theses/th0405792-Chapitre1.pdf>