La sécurité de batteries au lithium has been under intense scrutiny, drawing parallels to historical energy storage risks like steam engine explosions and early gasoline controversies. While lithium-ion technology is generally safe, occasional failures, such as the 2006 Sony recall of six million packs, note potential risks..
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.
As current Li-ion technology nears its energy capacity limits, manufacturers now put safety and longevity improvements ahead of raw capacity gains. Challenges persist with internal short circuits that can overpower external protection measures, as shown by the 2006 recall, which met UL safety requirements but still failed during normal use.
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.
Advancing lithium-ion battery safety: key considerations
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.
Misuse — extreme conditions, overcharging — can make any battery type fail. Proper handling is what prevents that. Li-ion cells need careful management to stay stable: avoid deep discharges and prolonged low-voltage exposure. Heat and overcharging are the main stressors, so store cells partially charged and out of direct sunlight. Manufacturers stand behind their safety standards even though failures in daily use are rare.
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.
In recent years, concerns have pointed to risks associated with unfamiliar brand name Lithium-Ion (18650) cells often used for vaping; these may lack the quality assurance found in reputable brands. Fires from defective e-cigarette batteries have led to dangerous incidents, like an emergency landing of a WestJet flight due to an onboard fire caused by illegal battery transportation.
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.
What to do if a battery overheats or catches fire
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.
Cargo areas are equipped with fire suppression systems, such as Halon, to manage Li-ion fires alongside other flammable materials. New extinguishing methods like Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD) and Extover® provide new ways to smother burning batteries; sand in fireproof containers can also effectively control burns.
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.
Effective guidelines for handling li-ion battery fire
- In the event of a failing Li-ion battery, marked by hissing, bulging, and electrolyte leakage, immediate action is key to prevent potential hazards.
- 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.
- When dealing with lithium-metal fires, it is essential to use a Class D fire extinguisher due to the reactive nature of lithium with water.
- 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.
