La sécurité de batteries au lithium a été sous contrôle intense, entraînant des parallèles avec des risques historiques de stockage d'énergie comme les explosions de moteur à vapeur et les premières controverses de l'essence. Bien que la technologie du lithium-ion soit généralement sûre, des échecs occasionnels, tels que le rappel Sony de six millions, mettent en évidence les risques potentiels.
Les fabricants de batteries visent à réduire les particules métalliques qui peuvent déclencher des courts-circuits, malgré les défis dans le maintien de la propreté absolue dans les salles blanches de batterie. Les cellules avec des séparateurs ultra-minces (24 µm ou moins) sont plus sujettes aux impuretés que les conceptions plus anciennes. Comme ils peuvent s'enflammer, les nouvelles normes de sécurité par UL ont évolué, ne nécessitant plus de tests de pénétration pour l'acceptation des batteries au lithium.
Pour assurer la sécurité avant la libération, les fabricants soumettent des échantillons de batterie à des tests rigoureux, nécessitant un million d'échantillons sans échec sur un an avant d'approuver des applications critiques comme les dispositifs médicaux.
Alors que la technologie actuelle du Li-ion approche ses limites de capacité énergétique, les fabricants hiérarchisent la sécurité et les améliorations de longévité par rapport à la capacité pure. Les défis persistent avec les courts-circuits internes qui peuvent dominer les mesures de protection externe, comme en témoigne le rappel de 2006, qui répondait aux exigences de sécurité UL mais qui a toujours échoué pendant une utilisation normale.
Les défaillances de la batterie se répartissent en deux catégories: des défauts de conception prévisibles et des événements aléatoires sans problèmes de conception clairs. Un court métrage mineur peut provoquer une augmentation de l'auto-décharge avec un minimum d'accumulation de chaleur. Cependant, une accumulation de particules métalliques peut entraîner un débit de courant et un chauffage excessifs, provoquant potentiellement emballement thermique, souvent décrit comme “ventilation avec la flamme.”
De plus, les séparateurs inégaux augmentent la résistance et génèrent des taches de chaleur locales qui affaiblissent l'intégrité du séparateur. La plupart Majeurs fabricants de Li-ion radiographie de chaque cellule pendant le contrôle de la qualité pour détecter les anomalies comme les onglets pliés ou les rouleaux de gelée écrasés – Cont contribuant aux normes de sécurité des batteries d’aujourd’hui qui sont généralement confirmées par les marques reconnues uniquement.
Avocation de la sécurité de la batterie au lithium-ion: considérations clés
Les batteries au lithium-ion de qualité sont intrinsèquement sûres lorsqu'elles sont utilisées correctement. Cependant, de nombreux incidents de chaleur et de feu ont été signalés dans les produits de consommation avec des batteries non certifiées, telles que les hoverboards. Ces problèmes ont été largement résolus avec des batteries Li-ion certifiées dans les modèles récents.
Une mauvaise utilisation, telle que l'exposition à des conditions extrêmes ou à des surfacturation, peut entraîner des échecs sur tous les types de batteries, mettant l'accent sur la nécessité de pratiques de manutention appropriées. Les cellules Li-ion nécessitent une gestion minutieuse pour prévenir l'instabilité, notamment en évitant les décharges profondes et une exposition prolongée à basse tension. La chaleur et la surcharge sont les principaux facteurs de stress des batteries Li-ion, nécessitant des pratiques de stockage prudentes comme la charge partielle et la protection contre la lumière directe du soleil. Les fabricants sont responsables des défaillances de la batterie, soulignant leur engagement envers les normes de sécurité malgré de rares incidents dans l'utilisation quotidienne des appareils.
Malgré plus d'un milliard d'appareils mobiles utilisés quotidiennement, les accidents restent rares – Moins d'une défaillance par million pour les cellules Li-ion de qualité par rapport à 1 chance sur 13 000 d'être frappé par la foudre au cours d'une vie.
Les batteries industrielles utilisées dans les outils électriques sont généralement plus robustes que les modèles de consommateurs, mais se concentrent sur la livraison de puissance plutôt que sur les temps d'exécution longs. Les cellules électriques sont plus sûres si elles sont maltraitées par rapport aux cellules énergétiques.
Ces dernières années, les préoccupations ont mis en évidence les risques associés aux cellules inconnues de la marque Lithium-ion (18650) souvent utilisées pour le vapotage; Ceux-ci peuvent manquer de l'assurance qualité trouvée dans les marques réputées. Les incendies des batteries défectueux de cigarette électronique ont conduit à des incidents dangereux, comme un atterrissage d'urgence d'un vol de WestJet en raison d'un incendie à bord causé par un transport illégal de batterie.
En ce qui concerne les véhicules électriques (EV), les statistiques montrent qu'elles produisent moins d'incendie par milliard de kilomètres conduits par rapport aux véhicules de moteur à combustion interne (glace): environ deux incendies par milliard de kilomètres pour Tesla contre environ 90 pour les véhicules de glace aujourd'hui, après que plus de 400 000 voitures de glace ont pris feu au cours des années 80.
Que faire si une batterie surchauffe ou prend feu
Lors d'un incident de surchauffe de batterie Li-ion, une action rapide est vitale. Si la batterie siffle ou les renflements, déplacez l'appareil vers une surface non inflammable et envisagez de le déplacer à l'extérieur. Le simple fait de déconnecter la batterie peut ne pas être suffisant pour éviter d'autres problèmes.
Pour les petits feux de Li-ion, utilisez de la mousse, du CO2, des produits chimiques secs, de la poudre de graphite, des extincteurs de poudre de cuivre ou de soude. Dans les cabines d'avion, les agents de bord peuvent utiliser de l'eau ou du soda pour gérer les incendies de Li-ion en raison de la faible teneur en lithium dans les batteries.
Les zones de chargement sont équipées de systèmes de suppression des incendies, tels que Halon, pour gérer les incendies Li-ion aux côtés d'autres matériaux inflammables. De nouvelles méthodes d'extinction comme la dispersion aqueuse de vermiculite (AVD) et EXTOVER® offrent des moyens innovants d'étouffer les batteries brûlantes; Le sable dans les conteneurs ignifuges peut également contrôler efficacement les brûlures.
Dans le cas des incendies EV, qui peuvent être plus intenses que ceux impliquant des véhicules de moteur à combustion interne, des méthodes spécifiques de lutte contre les incendies sont nécessaires. Les extincteurs de classe D sont recommandés pour les incendies de batterie au lithium-métal en raison de leur réactivité avec de l'eau.
À mesure que les nombres EV augmentent, la nécessité d'évolution des techniques de lutte contre les incendies, telles que l'incorporation de séparateurs entre les cellules pour prévenir les réactions en chaîne pendant la fuite thermique, devient essentielle.
Directives efficaces pour la manipulation du feu de batterie Li-ion
- En cas de batterie Li-ion défaillant, marquée par un sifflement, un renflement et une fuite d'électrolyte, l'action immédiate est cruciale pour prévenir les dangers potentiels.
- Dous un feu li-ion avec de l'eau ou l'utilisation d'un extincteur standard est recommandé pour atténuer le risque d'allumage des matériaux combustibles à proximité.
- Lorsque vous traitez des incendies de lithium-métal, il est essentiel d'utiliser un extincteur de classe D en raison de la nature réactive du lithium avec de l'eau.
- En l'absence d'un extincteur de classe D, l'eau peut être utilisée comme alternative pour empêcher l'incendie de se propager efficacement.
- Pour des résultats optimaux en extinctionant un feu Li-ion, divers agents d'extinction tels que la mousse, le CO2, le produit chimique sec ABC, la poudre de graphite, la poudre de cuivre ou le soda peuvent être utilisés, similaires aux scénarios d'incendie combustible standard.
- Dans les cas où une batterie au lithium-ion brûlante ne peut pas être éteinte, permettre au pack de brûler de manière contrôlée est une approche viable. Il est important de surveiller la propagation des cellules, car chaque cellule peut brûler à différents taux lorsqu'elle est exposée à la chaleur, et pour éliminer en toute sécurité des packs apparemment brûlés en les plaçant à l'extérieur pendant une période de temps pour minimiser les risques potentiels.
