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Comprendre le risque explosif des batteries lithium-ion polymère

30 Nov, 2023

By hoppt

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En fonction du type d'électrolyte utilisé, les batteries lithium-ion sont classées en batteries lithium-ion liquide (LIB) et batteries lithium-ion polymère (PLB), également connues sous le nom de batteries lithium-ion plastique.

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Les PLB utilisent les mêmes matériaux d'anode et de cathode que les batteries lithium-ion liquide, notamment l'oxyde de lithium-cobalt, l'oxyde de lithium-manganèse, des matériaux ternaires et du phosphate de fer et de lithium pour la cathode et du graphite pour l'anode. La principale différence réside dans l'électrolyte utilisé : les PLB remplacent l'électrolyte liquide par un électrolyte polymère solide, qui peut être « sec » ou « gélatineux ». La plupart des PLB utilisent actuellement un électrolyte en gel polymère.

Maintenant, la question se pose : les batteries lithium-ion polymère explosent-elles vraiment ? Compte tenu de leur petite taille et de leur poids léger, les PLB sont largement utilisées dans les ordinateurs portables, les smartphones et autres appareils électroniques portables. Ces appareils étant souvent transportés partout, leur sécurité est primordiale. Alors, quelle est la fiabilité de la sécurité des PLB et présentent-elles un risque d’explosion ?

  1. Les PLB utilisent un électrolyte semblable à un gel, différent de l'électrolyte liquide des batteries lithium-ion. Cet électrolyte gélatineux ne bout pas et ne produit pas de grandes quantités de gaz, éliminant ainsi le risque d'explosions violentes.
  2. Les batteries au lithium sont généralement livrées avec un panneau de protection et une ligne anti-explosion pour plus de sécurité. Cependant, leur efficacité peut être limitée dans de nombreuses situations.
  3. Les PLB utilisent un emballage flexible en plastique et aluminium, par opposition au boîtier métallique des cellules liquides. En cas de problèmes de sécurité, ils ont tendance à gonfler plutôt qu’à exploser.
  4. Le PVDF, en tant que matériau de structure pour les PLB, fonctionne parfaitement.

Précautions de sécurité pour les PLB:

  • Court-circuit : Causé par des facteurs internes ou externes, souvent pendant la charge. Une mauvaise liaison entre les plaques de batterie peut également entraîner des courts-circuits. Bien que la plupart des batteries lithium-ion soient équipées de circuits de protection et de lignes anti-explosion, ceux-ci ne sont pas toujours efficaces.
  • Surcharge : si une PLB est chargée avec une tension trop élevée pendant trop longtemps, cela peut provoquer une surchauffe interne et une accumulation de pression, entraînant une expansion et une rupture. La surcharge et la décharge profonde peuvent également endommager de manière irréversible la composition chimique de la batterie, affectant considérablement sa durée de vie.

Le lithium est très réactif et peut facilement prendre feu. Pendant la charge et la décharge, le chauffage continu de la batterie et la dilatation des gaz produits peuvent augmenter la pression interne. Si le boîtier est endommagé, cela peut entraîner une fuite, un incendie ou même une explosion. Cependant, les PLB sont plus susceptibles de gonfler que d’exploser.

Avantages des PLB:

  1. Haute tension de fonctionnement par cellule.
  2. Densité de grande capacité.
  3. Autodécharge minimale.
  4. Longue durée de vie, plus de 500 cycles.
  5. Aucun effet de mémoire.
  6. Bonnes performances de sécurité, utilisant un emballage flexible en plastique aluminium.
  7. Ultra fin, peut s'adapter aux espaces de la taille d'une carte de crédit.
  8. Léger : pas besoin de boîtier métallique.
  9. Plus grande capacité par rapport aux batteries au lithium de taille équivalente.
  10. Faible résistance interne.
  11. Excellentes caractéristiques de décharge.
  12. Conception simplifiée du panneau de protection.

Inconvénients des PLB:

  1. Coût de production élevé.
  2. Nécessité de circuits de protection.
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