Le gonflement des batteries au lithium est un problème courant qui survient lorsque le gaz interne de la batterie est généré par des réactions chimiques. La surcharge, la déformation physique et la chaleur extrême sont des facteurs majeurs qui contribuent au gonflement des batteries au lithium. Ce gonflement entraîne des risques pour la sécurité et une pollution environnementale. Il est donc crucial de prendre les mesures appropriées et de procéder à un remplacement rapide.
À retenir
- Les endroits extrêmement froids, chauds et humides, les surcharges, les déformations physiques, les défauts de fabrication, le vieillissement de la batterie et les pannes sont des raisons qui entraînent le gonflement de la batterie lithium-ion.
- L'utilisation d'un BMS intelligent et d'une technologie de refroidissement par immersion prévient le gonflement des batteries au lithium. Un chargeur certifié, une inspection régulière et de bonnes habitudes de charge sont essentiels.
- Une batterie au lithium gonflée présente un risque pour l'environnement et les humains. Respectez les procédures de manipulation et de recyclage appropriées pour atténuer les risques.
Pourquoi les batteries au lithium gonflent-elles ?
Le gonflement des batteries au lithium est dû à la formation de gaz à l'intérieur de la cellule ou à une augmentation anormale de la pression. La surcharge, la surchauffe, l'humidité ambiante, les défauts de fabrication et le vieillissement structurel de la batterie sont des facteurs essentiels contribuant à ce gonflement.
Surcharge et déformation physique
1. Surcharge prolongée. Cela augmente la résistance interne de la batterie et entraîne une dilatation inégale des plaques, entraînant une température interne élevée et une production de gaz.
2. Les collisions externes provoquent une déformation de la batterie. La perforation, l'extrusion et la flexion déforment les électrodes et endommagent le séparateur, provoquant un court-circuit. Cela génère de la chaleur et des gaz, ce qui provoque le gonflement de la batterie.
Humidité et température extrêmes
1. Stocker les batteries dans un environnement humide. L'humidité pénètre dans la batterie et provoque une réaction chimique avec l'électrolyte, corrodant les matériaux des électrodes et rendant la cellule sujette au gonflement.
2. Les températures élevées affectent la stabilité de la batterie. La surchauffe augmente l'activité des composants de la batterie et accélère son vieillissement, générant des gaz et provoquant la dilatation de la batterie au lithium.
3. Les basses températures augmentent la viscosité de l'électrolyte, ralentissant ainsi le mouvement des ions lithium. Le lithium métallique précipite alors à la surface de l'électrode négative et réagit avec l'électrolyte pour produire du gaz.
Défauts de fabrication
1. Revêtement irrégulier des électrodes. Cela entraîne une densité de courant locale irrégulière au sein de la batterie. Les zones à forte densité de courant génèrent davantage de chaleur, ce qui entraîne une surchauffe locale et un gonflement de la batterie lithium-ion.
2. Injection d'électrolyte imprécise. Un excès d'électrolyte remplit excessivement l'intérieur de la batterie. Le gaz généré ne peut pas se diffuser correctement pendant la charge et la décharge, ce qui provoque une augmentation de la pression interne et un gonflement.
3. Mauvaise étanchéité de la batterie. L'oxygène et l'eau présents dans l'air réagissent chimiquement avec le matériau de l'électrode et l'électrolyte, provoquant un gonflement de la batterie.
Vieillissement ou défaillance structurelle de la batterie
1. Vieillissement des électrodes et de l'électrolyte. La perte de matériau des électrodes, la détérioration de l'électrolyte et les substances actives diminuent la capacité de la batterie, entraînant une accumulation de gaz et un gonflement de la batterie.
2. Défaillance du système de gestion de la batterie (BMS). Le BMS est chargé de surveiller l'état de charge et de décharge de la batterie. En cas de défaillance, il ne peut plus contrôler précisément la tension et le courant de charge, ce qui entraîne une surcharge et accélère le gonflement de la batterie.
Types de batteries au lithium susceptibles de gonfler
D’après les recherches existantes et les données d’application réelles, le problème du gonflement des batteries au lithium est étroitement lié au type de batterie et aux caractéristiques du matériau.
Comparaison des types de batteries au lithium par risque de gonflement
Différentes structures d’emballage de batteries au lithium présentent des différences significatives en termes de risque de gonflement :
| Type de pile | Matériau d'emballage | Taux d'expansion | Applications typiques |
| Cellule de poche | Film aluminium-plastique | Le plus élevé (jusqu'à 15 %) | Électronique grand public, certaines batteries d'alimentation |
| Cellule cylindrique | Coque en acier/aluminium | Moyen (5-8%) | Outils électriques, certains véhicules électriques |
| Cellule prismatique | Alliage d'aluminium | Le plus bas (3-5%) | Batteries électriques, systèmes de stockage d'énergie |
Les cellules à poche, enveloppées dans un film aluminium-plastique, présentent la plus faible résistance à la pression. La pression interne générée lors de la charge/décharge provoque facilement une dilatation de la coque, ce qui les rend plus sujettes au gonflement. En revanche, les cellules prismatiques à coque métallique résistent efficacement à la pression interne et présentent le risque de gonflement le plus faible.
Caractéristiques des matériaux affectant le gonflement des batteries lithium-ion
La tendance au gonflement des batteries au lithium est étroitement liée aux propriétés de leurs matériaux. Les matériaux de l'anode et de la cathode, ainsi que l'électrolyte, peuvent influencer significativement le comportement de dilatation et la production de gaz.
| Catégorie | Matériaux | Taux d'expansion | Risque de gonflement / Remarques |
| Anode | Graphite | ~% 10 | Stable, largement utilisé |
| À base de silicium | Jusqu’à 300 % | Risque de gonflement extrêmement élevé | |
| Titanate de lithium (LTO) | Presque aucun | Très stable, mais faible densité énergétique | |
| Cathode | NCM811 (ternaire) | 6-8% | Gonflement modéré |
| LFP (phosphate de fer et de lithium) | 3-5% | Se décompose à haute température, libérant du gaz | |
| LCO (oxyde de lithium et de cobalt) | ~% 5 | Très stable, résistant au gonflement | |
| Électrolyte | LiPF6 | - | Se décompose à haute température, libérant du gaz |
| LiFSI | - | Se décompose à haute température, libère du gaz |
La combinaison de ces caractéristiques matérielles détermine la propension d'une batterie à gonfler, les anodes en silicium et les électrolytes LiPF6 étant des combinaisons particulièrement à risque.
Comment détecter le gonflement d’une batterie au lithium ?
Inspection de l'apparence
- Observation directe. Inspectez le boîtier de la batterie à la recherche de bosses, de déformations ou de dommages visibles, en accordant une attention particulière aux bords, aux connecteurs et à la surface. Des bosses localisées dans le boîtier sont un signe de bombement.
- Modifications de l'écartement. Vérifiez l'absence d'écartement important au niveau de la connexion entre la batterie et l'appareil, ainsi que tout jeu ou déformation inhabituel dû à la dilatation de la batterie.
Test tactile
- Test de pression : Appuyez doucement sur la surface de la batterie. Si vous sentez des bosses, des irrégularités ou un bruissement, cela indique une fracture de la plaque interne ou une accumulation de gaz. Soyez attentif au risque de gonflement de la batterie lithium-ion.
- Détection de température. Un échauffement anormal peut indiquer des réactions chimiques internes incontrôlables, entraînant un risque de gonflement de la batterie lithium-ion.
Diminution des performances de l'appareil
- Baisse soudaine de l'autonomie de la batterie. Si l'autonomie de la batterie chute soudainement de plus de 30 %, ou si sa tension chute de plus de 10 % après une charge complète et une heure d'inactivité, la structure interne de la batterie peut être endommagée, ce qui présente un risque de gonflement.
- Charge anormale : une vitesse de charge lente, une forte génération de chaleur pendant la charge, un port de charge desserré ou un mauvais contact peuvent être liés au gonflement de la batterie.
Une batterie gonflée est-elle dangereuse ?
Risques d'incendie et d'explosion
Les batteries au lithium gonflées sont sujettes aux explosions et aux risques d'incendie. Leur pression est très élevée, ce qui provoque la rupture de leur enveloppe extérieure et la fuite de matériaux inflammables. Elles ont tendance à brûler et à exploser lorsqu'elles sont exposées aux flammes ou hautes températuresDe plus, ils présentent également un risque de court-circuit interne, ce qui aggrave encore le risque d’explosion.
Dégradation et dommages des performances de l'appareil
Une capacité réduite, une durée de vie raccourcie et une efficacité de charge réduite sont les conséquences négatives d'une batterie lithium gonflée sur les performances de l'appareil. Dans le cas des drones, une batterie Lipo gonflée comprime et endommage la structure du compartiment, réduisant ainsi la stabilité et l'autonomie de vol, et compromettant la sécurité.
Risques pour la santé et l'environnement
Une batterie gonflée génère des gaz nocifs et présente un risque pour la santé. Les personnes qui inhalent ces gaz peuvent ressentir des étourdissements et des difficultés respiratoires, endommageant ainsi les systèmes respiratoire et digestif. L'électrolyte qui s'échappe d'une batterie gonflée est corrosif et provoque des brûlures au contact de la peau.
Le gonflement des batteries lithium-ion pose un problème environnemental. L'électrolyte qui s'échappe d'une batterie lithium-ion gonflée est corrosif et toxique, contaminant les sols et les ressources en eau. Les métaux lourds, comme le cobalt et le nickel, présents dans les batteries sont difficiles à dégrader dans la nature, ce qui entraîne une baisse de la fertilité des sols et une eutrophisation des eaux. Pour minimiser ces risques, il est judicieux de se débarrasser de ces batteries gonflées en les apportant à un centre de recyclage professionnel.
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Comment prévenir un gonflement Batterie Li-ion ?
Des mesures appropriées pour empêcher le gonflement des batteries au lithium garantissent non seulement le fonctionnement sûr des appareils, mais empêchent également la pollution de l'environnement par les électrolytes et les métaux lourds.
Technologies avancées pour prévenir le gonflement des batteries au lithium
Certaines technologies supérieures jouent un rôle essentiel dans la prévention du gonflement des batteries lithium-ion en surveillant l’état en temps réel et en contrôlant automatiquement la température.
1. Système de gestion de batterie intelligent:Le pack de batteries lithium-ion personnalisé s'intègre au BMS qui surveille la tension, la température et la résistance interne en temps réel, coupant la surcharge et le flux de courant anormal pour éviter les déséquilibres dans les réactions chimiques internes de la batterie.
2. Technologie de refroidissement par immersionIl s’agit d’une méthode innovante de dissipation thermique permettant d’améliorer la capacité de gestion thermique d’une batterie au lithium.
3. Les cellules de batterie LiPo ont des cartes de protection PCB pour éviter les surcharges, les surintensités et les courts-circuits, surveiller et couper le courant et la tension anormaux et fournir une certaine protection contre la température.
Meilleures pratiques pour prévenir les maladies au lithium-ion Gonflement de la batterie
1. Évitez de surcharger votre batterie. Laisser les appareils branchés nuit à sa durée de vie. En effet, laisser la batterie complètement chargée pendant une période prolongée accélère son vieillissement. Maintenez la batterie entre 20 % et 80 % de charge pendant l'utilisation.
2. Protégez la batterie des températures élevées. Évitez de l'exposer directement au soleil. Les batteries sont sensibles à la chaleur extrême, ce qui réduit leur durée de vie.
3. Choisissez un chargeur certifié. Les chargeurs non compatibles ou de mauvaise qualité produisent une tension de sortie instable, ce qui endommage la batterie. Sélection d'un chargeur personnalisé du fabricant est indispensable.
4. Effectuez des inspections régulières. Une odeur inhabituelle, une surchauffe et une autonomie réduite sont des signes de gonflement de la batterie lithium-ion. Une détection et un traitement précoces permettent d'atténuer ce risque.
Que faire avec une batterie au lithium gonflée ?
Il est essentiel de traiter au plus vite une batterie lithium-ion qui gonfle. Voici un guide étape par étape pour y remédier.
Guide étape par étape pour traiter le gonflement des batteries lithium-ion
Étape 1. Préparez-vous avant de retirer
- Arrêtez de charger les batteries au lithium gonflées. Leur structure interne pourrait être endommagée. Continuer à les utiliser peut provoquer un court-circuit, augmentant ainsi le risque.
- Portez des gants et des lunettes de protection en caoutchouc pour votre sécurité. Évitez tout contact direct de la peau avec la batterie afin d'éviter les fuites et la corrosion.
- Placez la batterie au lithium expansée dans un environnement aéré et sec et évitez l'exposition à des températures élevées.
Étape 2. Soyez prudent lors du retrait
- Retirez la batterie et placez-la dans un récipient isotherme.
- Soyez prudent et évitez de presser ou de heurter la batterie.
Étape 3. Recyclage approprié après retrait
- Ne le jetez pas sans raison. Contactez le service local de protection de l'environnement ou le centre de recyclage des déchets électroniques pour son élimination.
Avertissements de sécurité pour la manipulation de batteries au lithium gonflées
1. Évitez les chocs et les écrasements. La compression d'une batterie au lithium expansée provoque un court-circuit interne, libérant instantanément une grande quantité d'énergie et pouvant provoquer une explosion.
2. Ne chauffez pas la batterie au lithium bombée. Les températures élevées accélèrent les réactions chimiques à l'intérieur de la batterie, la rendant très vulnérable à la combustion.
3. Ne démontez jamais vous-même une batterie déchargée. Les produits chimiques contenus dans la batterie réagissent violemment au contact de l'air, créant une situation très dangereuse.
FAQ sur le gonflement des batteries au lithium
Combien de temps une batterie gonflée peut-elle durer ?
Il est impossible de prédire précisément le temps de fonctionnement, car celui-ci varie en fonction de divers facteurs. Une batterie au lithium bombée présente un risque pour la sécurité et peut causer des dommages supplémentaires en quelques heures ou quelques jours, tels que des courts-circuits internes, une fuite d'électrolyte, voire un incendie et une explosion. Par conséquent, si une batterie au lithium bombée est découverte, elle doit être immédiatement retirée du service et manipulée conformément aux règles de sécurité. Ne continuez jamais à l'utiliser ni à tenter de la réparer.
À quoi ressemble une batterie au lithium gonflée ?
Premièrement, le gonflement du boîtier. Le boîtier de la batterie présente des bosses ou des gonflements visibles et est de forme ronde ou ovale. Deuxièmement, la batterie a des bords et des coins émoussés. Une batterie normale a des bords et des coins tranchants, mais les batteries gonflées ont tendance à s'arrondir. Troisièmement, une surface irrégulière. La surface bombée de la batterie présente des fissures ou des dommages. Quatrièmement, le port de charge de la batterie est desserré, déformé ou présente des espaces plus grands.
Comment se débarrasser d’une batterie au lithium gonflée ?
Les batteries au lithium gonflées présentent un risque pour la sécurité et nécessitent une manipulation prudente. Premièrement, cessez d'utiliser une batterie au lithium gonflée. Deuxièmement, ne démontez pas et ne jetez pas la batterie vous-même. Les réactions chimiques internes des batteries gonflées sont instables et leur démontage est dangereux. Ne les jetez pas avec les ordures ménagères pour éviter toute pollution environnementale. Troisièmement, contactez les centres de recyclage de batteries, les centres de recyclage de déchets électroniques ou les points de collecte agréés par la municipalité.
Comment réparer une batterie au lithium gonflée ?
Il est déconseillé de réparer une batterie au lithium, car un gonflement présente un risque pour la sécurité. Une batterie au lithium gonflée endommage sa structure interne. Une utilisation continue peut provoquer une explosion, un incendie ou une fuite d'électrolyte, mettant en danger la sécurité des personnes. Pour plus de sécurité, il est préférable de remplacer les batteries par des neuves et de les remettre à un centre de recyclage.
Comment stocker temporairement une batterie au lithium qui gonfle ?
Pour un stockage de courte durée, rangez les batteries gonflées séparément, dans un endroit sec et bien ventilé, à l'abri des matières inflammables et des températures élevées. Enveloppez les connecteurs de la batterie avec du ruban isolant pour éviter les courts-circuits. Évitez de comprimer ou de heurter la batterie pour éviter toute rupture.
Une batterie gonflée peut-elle exploser si elle n’est pas branchée ?
Oui, il existe toujours un risque d'explosion d'une batterie lithium-ion gonflée en raison d'une structure endommagée. Les compressions, les chocs, les variations de température et les courts-circuits accélèrent les réactions chimiques de la batterie, produisant davantage de gaz et provoquant une explosion. L'électrolyte qui s'échappe de la coque de la batterie peut produire des gaz corrosifs au contact de l'air, augmentant ainsi le risque d'explosion.
