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7 Fév, 2024

Une pile au lithium auto-extinguible éteint ses propres incendies

Une pile au lithium auto-extinguible éteint ses propres incendies

Repas épicé ou incendie de batterie au lithium ? Les deux peuvent avoir des effets dévastateurs

Les piles au lithium à haute densité contiennent de grandes quantités d’énergie et lorsqu’elles s’enflamment, elles peuvent le faire de manière absolument spectaculaire et destructrice. C’est pourquoi les chercheurs ont intégré des capacités d’extinction d’incendie dans les cellules elles-mêmes.

La batterie au lithium a permis à l’humanité de faire un énorme bond en avant. Les smartphones, les drones multirotors, les voitures électriques longue distance, les vélos électriques, les ordinateurs portables de tous les jours, les monoskis et les planches à roulettes électriques, nous les devons tous au lithium.

Ils ne s’emballent pas thermiquement et ne se déchargent pas souvent, surtout s’ils sont bien construits selon des normes strictes et s’ils sont correctement entretenus. Mais il y en a tellement dans nos maisons, nos entreprises, nos garages, nos sacs à dos et nos véhicules – et tellement de piles bon marché non conformes aux normes – que les incendies de piles au lithium sont désormais une réalité, avec plus de 200 incidents enregistrés dans la seule ville de New York en 2022. Et vous ne voudriez certainement pas être dans les parages lorsque cela se produit.

Le terme « incendie » n’est peut-être même pas assez fort ; même un petit incendie peut exploser avec une force suffisante pour souffler les fenêtres d’une pièce. Ils peuvent se transformer en lance-flammes crachant du métal en fusion, mettant le feu aux bâtiments et aux véhicules voisins. Une fois allumés, ils peuvent être très difficiles à éteindre. Cette vidéo du service des pompiers de New York présente des arguments assez convaincants, accompagnés de quelques conseils judicieux – par exemple, ne chargez pas un vélo électrique dans un couloir si c’est le seul moyen de sortir de chez vous.

Les dangers des piles au lithium-ion en pleine lumière

Manipuler les batteries à haute densité avec précaution, voilà qui est dit. Mais des chercheurs de l’université de Clemson et de l’université de Hunan affirment avoir fait une percée dans la recherche d’une solution.

L’équipe a créé un nouveau type de batterie au lithium rechargeable en remplaçant le fluide électrolytique typique, hautement combustible, par… plus ou moins le produit que l’on trouve normalement dans un extincteur. Au lieu d’utiliser les solvants organiques inflammables habituels pour l’électrolyte de la batterie, les chercheurs ont utilisé une version modifiée du fluide caloporteur ininflammable Novec 7300 de 3M.

« Un électrolyte », écrit l’un des chercheurs dans un article pour The Conversation, « permet aux ions lithium porteurs d’une charge électrique de se déplacer à travers un séparateur entre les bornes positives et négatives d’une batterie lithium-ion ». En modifiant des liquides de refroidissement commerciaux abordables pour qu’ils fonctionnent comme des électrolytes de batterie, nous avons pu produire une batterie qui s’éteint d’elle-même ».

L’électrolyte auto-extinguible (qui peut s’auto-éteindre) a bien fonctionné dans les batteries lithium-ion et potassium-ion, refusant de s’enflammer même lorsqu’on y enfonçait des clous. L’équipe n’a pas fourni de vidéo de ces tests, mais voici ce qui se passe lorsqu’une batterie échoue au test de pénétration des clous. Imaginez la vidéo ci-dessous, sauf qu’il ne se passe rien.

Phase 1 du test de pénétration des clous – Battery Breakdown | Electrical Safety First

La solution d’extincteur s’est également avérée efficace en tant qu’électrolyte : elle fonctionne bien entre -75 et 80 °C, résiste aux températures extrêmes, chaudes ou froides, bien mieux que les électrolytes classiques et, dans certains cas, conserve la capacité de la batterie pendant un nombre considérablement plus élevé de cycles de charge.

Et la meilleure nouvelle ? Il semble qu’il soit remarquablement facile de le déployer à l’échelle commerciale.

« Étant donné que notre électrolyte alternatif possède des propriétés physiques similaires à celles des électrolytes actuellement utilisés », écrivent les chercheurs, « il peut être facilement intégré aux lignes de production de batteries actuelles. Si l’industrie l’adopte, nous pensons que les entreprises seront en mesure de fabriquer des batteries ininflammables en utilisant leurs installations de batteries lithium-ion existantes ».

https://www.nature.com/articles/s41893-024-01275-0

https://theconversation.com/self-extinguishing-batteries-could-reduce-the-risk-of-deadly-and-costly-battery-fires-222667