Nous entendons de plus en plus souvent le terme « thermal runaway » dans les nouvelles, notamment en lien avec les incendies de batteries et les incidents de sécurité. Mais qu’est-ce qu’un thermal runaway exactement, et pourquoi représente-t-il un risque considérable, en particulier avec les batteries lithium-ion ? Examinons de plus près ce phénomène et comment il est lié au fonctionnement des batteries lithium-ion.
Pour comprendre en détail le processus d’un thermal runaway, il est bon de savoir d’abord comment fonctionne une batterie li-ion : une batterie lithium-ion fonctionne en permettant aux ions lithium de se déplacer d’un pôle à l’autre de la batterie, séparés par un séparateur. Ces ions se déplacent à travers un liquide dans la batterie, ce qui libère de l’énergie contrôlée lorsque la batterie est utilisée. Pour plus d’informations, lisez notre article de blog « Qu’est-ce qu’une batterie lithium-ion ? »
Définition du Thermal Runaway
Qu’est-ce que le thermal runaway ? Le thermal runaway est un phénomène dangereux qui peut se produire dans les batteries, en particulier les batteries lithium-ion, lorsqu’elles subissent une augmentation incontrôlée de la température. Cette élévation de température peut entraîner une augmentation rapide et auto-entretenue de la température, résultant finalement en une libération d’énergie et pouvant mener à une défaillance de la batterie, des incendies, ou même des explosions.
Le processus d’un Thermal Runaway
Le processus de thermal runaway se déroule typiquement en plusieurs phases :
- Causes : Le thermal runaway peut être causé par divers facteurs, tels que la surcharge, des dommages physiques à la batterie, des défauts de fabrication, et l’exposition à des températures élevées. Ces causes peuvent entraîner une perturbation du processus chimique à l’intérieur de la batterie.
- Réaction Exothermique : En raison de la perturbation, une réaction exothermique se produit, libérant de l’énergie de manière incontrôlée à l’intérieur de la batterie. Cela entraîne une augmentation supplémentaire de la température.
- Processus Auto-entretenu : Les températures élevées à l’intérieur de la batterie provoquent davantage de réactions et de chaleur, ce qui entraîne un processus auto-entretenu. Cela signifie que la température continue d’augmenter, augmentant ainsi le risque de thermal runaway.
- Court-circuit et Formation de Gaz : Si la température continue d’augmenter, le séparateur dans la batterie peut être endommagé, entraînant un court-circuit. En même temps, la formation de gaz à l’intérieur de la batterie peut augmenter la pression, ce qui accroît le risque d’explosion.
- Risque d’Explosion : La combinaison d’une température élevée, d’un court-circuit et de la formation de gaz crée une situation à haut risque d’explosion. L’accumulation de pression à l’intérieur de la batterie peut finalement entraîner une libération explosive d’énergie.
Solutions et mesures de sécurité
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