Comment une nouvelle technologie pourrait rendre les batteries plus sûres

Les batteries des téléphones portables continuent de prendre feu, mais les chercheurs s'efforcent de trouver une solution.

Un smartphone Samsung Galaxy A21 était le dernier à faire l'actualité pour avoir pris feu et forcé un avion à atterrir. Personne n'a été grièvement blessé dans l'accident survenu à l'aéroport international de Seattle-Tacoma, mais les experts affirment que le danger des batteries de gadgets augmente.

"Les batteries lithium-ion deviennent omniprésentes dans la vie quotidienne dans une gamme d'applications à différentes échelles, toutes les des petits appareils électroniques aux véhicules électriques, jusqu'aux grandes installations de stockage à l'échelle du réseau »,

Gavin Harper, un chercheur sur les batteries à l'Université de Birmingham, a déclaré à Lifewire dans une interview par e-mail. "Toute technologie qui stocke une énorme quantité d'énergie dans un milieu dense aura des problèmes de sécurité intrinsèque si cette énergie est libérée de manière incontrôlable."

Batteries dans un avion

Comme l'a montré le récent événement de Seattle, malgré des décennies d'efforts pour améliorer la sécurité, les batteries peuvent encore brûler.

Une partie du problème est que les accidents de batterie sont un jeu de nombres. Selon les analystes de la GSMA, 5,27 milliards de personnes dans le monde possèdent un appareil mobile. De ça, environ 97% des Américains possèdent un téléphone portable, selon le Pew Research Center.

Si une batterie lithium-ion court-circuite, ce qui peut se produire lorsqu'une cellule de batterie de voiture est perforée ou exposée à la chaleur, elle peut produire une explosion de boule de feu qui s'enflamme à 1 300 degrés F en millisecondes. Il est presque impossible de survivre à un tel événement, Jack Kavanaugh, Le PDG de la société de technologie de batterie Nanotech Energy, a expliqué à Lifewire dans une interview par e-mail.

Les fabricants de l'industrie électronique connaissent depuis longtemps les risques potentiels des formules inflammables dans les batteries lithium-ion, affirme Kavanaugh. Pourtant, a-t-il dit, les incidents de batterie lithium-ion dans les gadgets grand public ne sont en grande partie pas signalés. En février 2018, la Commission de la sécurité des produits de consommation des États-Unis a signalé plus de 25 000 incidents de surchauffe et d'incendie de batterie impliquant plus de 400 types de produits de consommation sur cinq ans.

Et de 2012 à 2017, il a rapporté 49 rappels de batteries à haute densité énergétique concernant plus de 4 millions d'appareils, dont des téléphones portables, des scooters, des outils électriques et des ordinateurs portables.

Éteindre les flammes

"Tout le monde veut un appareil qui peut durer toute la journée sur une charge", Micah Peterson, vice-président de Marché des batteries, a déclaré Lifewire dans une interview par e-mail.

Il a ajouté que les batteries lithium-ion sont devenues la norme pour tous nos appareils en raison de leur densité de puissance inégalée.

"Aucune autre technologie de batterie n'offre la même quantité d'énergie dans un petit facteur de forme, mais cela a un coût", a déclaré Peterson. "Les batteries lithium-ion peuvent être extrêmement explosives, et comme elles contiennent tous les combustibles et oxydants nécessaires pour maintenir un feu même dans le vide, elles peuvent être très difficiles à éteindre."

Les fabricants ont minimisé les explosions et les incendies grâce à des circuits intégrés qui surveillent la santé et la température de la batterie, a déclaré Peterson. Ce circuit est appelé système de gestion de batterie, ou BMS, et se trouve dans chaque appareil contenant une batterie au lithium.

"Un BMS ne peut pas sauver une batterie d'une explosion dans tous les cas", a déclaré Peterson. "Le problème très médiatisé il y a quelques années avec les téléphones Samsung Galaxy Note 7 était un exemple de mauvaises tolérances de conception et de mauvais contrôle de la qualité provoquant des incendies même avec le BMS faisant son travail."

Une solution à la sécurité des batteries est l'utilisation de produits chimiques plus sûrs, a suggéré Peterson. Il a ajouté que les batteries lithium fer phosphate (LFP) sont un exemple de chimie bon marché à fabriquer et beaucoup plus sûre que les chimies lithium-ion NMC.

Les chercheurs et les scientifiques travaillent à améliorer les batteries lithium-ion existantes. Par exemple, Énergie nanotechnologique a développé une batterie au graphène-organolyte exclusive et ininflammable, qui, selon elle, est supérieure en termes de sécurité et surpasse les autres batteries lithium-ion de premier plan disponibles sur le marché.

Les scientifiques de l'Université Deakin en Australie sont développement d'un prototype de batterie au lithium métal qui est ignifuge.

"La technologie est en cours de développement depuis 2016, mais l'université a reçu un financement du gouvernement pour l'aider à la développer davantage, et les résultats récents sont prometteurs", a déclaré Kavanaugh. "Même encore, il semble que la commercialisation à grande échelle des batteries au lithium métal soit dans des années."