Stockage sécuritaire des batteries au lithium-ion
Les batteries au lithium-ion sont une technologie relativement récente. Cependant, depuis leur introduction au début des années 1990, elles ont progressivement remplacé les anciennes technologies. Les batteries à base de lithium offrent une performance élevée dans un format compact. Ces avantages expliquent leur utilisation croissante dans les appareils électroniques et les véhicules.
En parallèle, cette technologie présente également des risques pour la sécurité. Une mauvaise manipulation des batteries au lithium-ion peut entraîner des dangers considérables. Les explosions et les incendies liés à ces batteries peuvent avoir des conséquences désastreuses, causant des dommages coûteux et, dans le pire des cas, mettant des vies en danger.
Dans notre guide, nous examinons en détail les dangers potentiels des batteries au lithium-ion et vous fournissons des conseils précieux pour leur stockage.
Fonctionnement d’une batterie au lithium-ion
Comprendre le fonctionnement des batteries au lithium peut être utile pour évaluer les dangers potentiels qui leur sont associés. Le lithium est utilisé sous forme pure ou combinée dans de nombreux types de batteries. Les cellules au lithium se divisent en deux catégories : les cellules primaires (non rechargeables) et les cellules secondaires (rechargeables). Un bloc-batterie est composé de plusieurs cellules, en fonction de la capacité requise.
Chaque cellule au lithium comprend une électrode positive et une électrode négative, respectivement appelées cathode et anode. Entre ces électrodes se trouve un électrolyte conducteur d'ions, qui permet le déplacement des ions de lithium lors des cycles de charge et de décharge. Un séparateur joue également un rôle essentiel : il empêche le contact direct entre l’anode et la cathode, évitant ainsi tout court-circuit.
Lors du processus de décharge, les ions de lithium et les électrons sont libérés du côté de l’anode. Les électrons circulent à travers le circuit externe pour générer du travail électrique, tandis que les ions de lithium traversent l’électrolyte et le séparateur pour rejoindre la cathode.
Quels sont les dangers des batteries au lithium-ion?
Les batteries au lithium-ion peuvent présenter un risque important pour la sécurité si elles sont mal manipulées ou stockées de façon inadéquate. De plus, des défauts de fabrication ou une contamination peuvent engendrer des risques supplémentaires. Une décharge profonde, un incendie ou des réactions chimiques représentent des dangers non seulement pour les travailleurs et les entreprises, mais aussi pour l’environnement.
Problèmes courants liés aux batteries au lithium-ion:
Risque d’incendie dû à l’emballement thermique
Si les cellules surchauffent, il existe un risque d’emballement thermique. Celui-ci peut être déclenché par plusieurs facteurs, notamment une charge thermique excessive, un dommage mécanique ou un défaut de fabrication. Cette réaction exothermique peut enflammer le lithium contenu dans la batterie, provoquant un incendie intense qui génère son propre oxygène.
L’énergie thermique élevée vaporise l’électrolyte liquide, créant une chaleur supplémentaire ainsi que des gaz combustibles. Si la température d’auto-inflammation de ces gaz est atteinte, ils s’enflamment et déclenchent un incendie de la batterie. La propagation thermique peut alors entraîner une réaction en chaîne dévastatrice. Une fois amorcé, le processus ne prend que quelques minutes avant que la batterie ne brûle et n’explose.
Risque d’incendie dû à une décharge profonde
Les batteries au lithium-ion peuvent se décharger complètement si elles restent inutilisées pendant une longue période. La décomposition du liquide électrolytique peut alors produire des gaz hautement inflammables. Si l’on tente de recharger une batterie profondément déchargée, l’énergie fournie ne pourra plus être correctement convertie en raison d’un électrolyte insuffisant. Une décharge profonde peut donc provoquer un court-circuit ou un incendie.
Risque d’incendie dû à une déformation mécanique
Lors de la manipulation des batteries au lithium-ion, il existe toujours un risque de les endommager. Une collision avec un véhicule en mouvement ou une chute sur une surface dure en sont des exemples courants. Si les cellules sont déformées, cela peut entraîner un court-circuit interne et déclencher un incendie. Dans de rares cas, des particules indésirables libérées par erreur lors du processus de fabrication peuvent s’infiltrer dans la cellule et l’endommager progressivement de l’intérieur. Ici aussi, un court-circuit interne peut survenir.
Extinction des incendies de batteries au lithium-ion
Lorsqu’une batterie au lithium-ion brûle, elle génère son propre oxygène. Seules des poudres et des granulés extincteurs spécifiques sont efficaces pour combattre les feux de classe D, qui impliquent des métaux en combustion.
Il est recommandé de stocker une quantité suffisante de poudre ou de granulés extincteurs à titre préventif. En recouvrant la charge en feu avec ces granulés, l’oxygène est déplacé et isolé du combustible. Comme le verre, les granulés fondent à une température spécifique, absorbant ainsi la chaleur et refroidissant l’incendie. De plus, une enveloppe étanche se forme autour de la source du feu, empêchant toute réaction avec l’oxygène.
Le déclenchement d’un incendie n’est pas le seul risque lié aux batteries au lithium-ion. Lors d’une réaction chimique, des substances dangereuses, telles que l’acide chlorhydrique ou l’acide fluorhydrique, peuvent être libérées depuis l’intérieur de la cellule. Ces substances peuvent se présenter sous forme de vapeurs, susceptibles de provoquer des blessures par contact cutané ou inhalation.
Mesures de prévention des pertes
Éviter le stress thermique
Éviter le stress thermique
Utiliser uniquement des chargeurs adaptés
Faire preuve de prudence lors du chargement
Éviter d’endommager les batteries
Le stockage des batteries au lithium-ion représente un défi pour de nombreuses entreprises, car il n’existe pas de réglementation uniforme. Des mesures de sécurité peuvent être mises en place au cas par cas afin de prévenir et limiter les dommages. En général, le risque potentiel associé aux batteries au lithium augmente avec la quantité d’énergie stockée et le nombre de batteries entreposées.
Suivre les instructions du fabricant (fiches techniques des produits).
Conseils pour le stockage et le transport des batteries au lithium-ion:
Protéger les bornes des batteries contre les courts-circuits.
Éviter toute déformation mécanique.
Ne pas exposer les batteries à des températures élevées prolongées ou à des sources de chaleur directe (y compris la lumière du soleil).
Assurer une séparation structurelle ou spatiale (minimum 2,5 m) des autres matériaux combustibles si aucun dispositif d’extinction automatique n’est présent.
Retirer immédiatement les batteries endommagées des zones de stockage et de production (les entreposer à une distance sécuritaire ou dans un emplacement résistant au feu jusqu'à leur élimination).
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