Pourquoi les batteries au lithium gonflent-elles et comment l'éviter ?

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Que se passe-t-il exactement lorsqu'une batterie au lithium gonfle ?

Quand les gens remarquent leurbatterie au lithiumSi le boîtier commence à s'épaissir ou à se déformer, c'est généralement la panique. Ce gonflement, aussi appelé gonflement ou gonflement, indique une accumulation de gaz à l'intérieur des cellules. Dans une batterie au lithium classique, la poche ou le boîtier métallique est hermétiquement scellé. Lorsque le gaz se forme et ne peut s'échapper, la pression écarte les couches et la batterie se dilate. Dans les cas les plus graves, son épaisseur peut doubler, voire se fendre.

Causes les plus fréquentes de gonflement des batteries au lithium

Un gonflement est rarement dû à une seule cause. Généralement, plusieurs facteurs interviennent simultanément. Heureusement, la quasi-totalité des cas sont liés à quelques déclencheurs bien connus et faciles à éviter une fois identifiés.

La surfacturation – L’ennemi numéro 1

La surcharge est de loin la cause la plus fréquente. Lorsque la tension dépasse 4,2 V à 4,25 V par cellule (selon sa composition chimique), l'électrolyte commence à se décomposer. Ce processus, appelé décomposition de l'électrolyte, produit des gaz comme le CO₂, le CO et l'hydrogène. Même une petite surcharge de 0,1 V répétée plusieurs fois finira par remplir la cellule de gaz. Les chargeurs bon marché sans dispositif de coupure adéquat ou les cartes BMS endommagées sont généralement en cause.

Dommages causés par la décharge excessive et la décharge profonde

Décharger une batterie au lithium en dessous de sa tension de sécurité (généralement 2,5 à 3,0 V par élément) dissout le collecteur de courant en cuivre. Lors de la recharge suivante, les ions cuivre peuvent former des dendrites qui percent le séparateur et provoquent des micro-courts-circuits. Ces minuscules courts-circuits génèrent de la chaleur et des gaz à chaque cycle jusqu'à ce que la batterie gonfle visiblement.

Les températures extrêmes accélèrent l'accumulation de gaz.

Les températures élevées accélèrent presque toutes les réactions chimiques indésirables à l'intérieur de la cellule. Au-dessus de 45 °C, pendant la charge ou la décharge, la croissance de la couche SEI et l'oxydation de l'électrolyte s'accélèrent considérablement, produisant rapidement des gaz. Une charge en dessous de 0 °C est tout aussi néfaste : elle entraîne le dépôt de lithium sur l'anode, ce qui génère également des gaz lors de la réaction ultérieure du métal déposé.

Dommages physiques et courts-circuits internes

La chute d'une batterie de vélo électrique, le serrage excessif des vis d'un bloc-outils ou les vibrations d'une machine industrielle peuvent écraser ou perforer l'électrode interne. Même une infime déformation peut comprimer la cathode et l'anode à travers le séparateur. Le court-circuit interne qui en résulte génère une chaleur intense et localisée, ainsi qu'une formation rapide de gaz.

Vieillissement normal et limites de la durée de vie du cycle

Chaque batterie au lithium a une durée de vie limitée avant que sa composition chimique ne se dégrade. Après 500 à 1 000 cycles complets (selon la profondeur de décharge et la température), la couche SEI s'épaissit et l'électrolyte se dégrade lentement. Le dégagement gazeux fait partie du vieillissement naturel. Une batterie bien entretenue peut rester déchargée pendant des années ; une batterie très utilisée commencera à dégager de la vapeur, même sans mauvais traitement.

Cellules de mauvaise qualité ou assemblage défectueux

Les cellules bas de gamme contiennent souvent des impuretés ou présentent un revêtement irrégulier. Ces défauts amorcent des réactions secondaires dès le premier jour. Une mauvaise soudure, un électrolyte contaminé ou l'absence d'évents de sécurité sur les modèles bon marché rendent le gonflement quasi inévitable au cours de la première année.

Signes avant-coureurs à ne jamais ignorer

Intervenez tôt et vous aurez encore le temps d'agir. Soyez attentif aux signes suivants :
• L'étui devient chaud après une utilisation normale
• Légère protubérance sur un côté (comparer avec un emballage neuf)
• Autonomie réduite malgré une tension normale
• Un sifflement ou une odeur inhabituels
Chacune de ces situations signifie que la batterie au lithium produit déjà du gaz.

Que faire si votre batterie au lithium est déjà gonflée ?

Cessez immédiatement de l'utiliser. Déplacez la batterie dans un endroit ignifugé, loin de tout matériau inflammable. Ne la percez pas, ne la comprimez pas et n'essayez pas de la recharger : cela pourrait provoquer des flammes. Si possible, déchargez-la lentement jusqu'à 0 % (à l'aide d'une résistance ou d'un appareil de décharge approprié), puis apportez-la à un centre de recyclage agréé. Ne jetez jamais une batterie au lithium gonflée à la poubelle.

Moyens pratiques de prévenir le gonflement des batteries au lithium

La plupart des gonflements peuvent être évités grâce à de simples habitudes :
• Utilisez toujours le chargeur d'origine ou un chargeur de remplacement certifié.
• Ne laissez jamais la batterie sur le chargeur pendant plusieurs jours.
• Si vous ne l'utilisez pas pendant plusieurs semaines, conservez-le chargé à 30–50 % dans un endroit frais (15–25 °C).
• Évitez de décharger complètement la batterie ; rechargez-la lorsqu'il vous reste encore 20 % de batterie.
• Tenir à l'écart du soleil direct et des tableaux de bord de voiture en été
• Vérifiez visuellement l'emballage tous les quelques mois

FAQ rapide sur le gonflement des batteries au lithium

Q : Une batterie au lithium légèrement gonflée est-elle toujours sûre à utiliser ?
R : Non. Même un léger gonflement indique un début de lésion interne. Une utilisation continue peut entraîner une défaillance soudaine ou un incendie.

Q : Puis-je expulser le gaz et continuer à l'utiliser ?
R : Jamais. La perforation libère des vapeurs d'électrolyte inflammables et provoque presque toujours un incendie.

Q : Le gonflement va-t-il s'arrêter si je le range simplement ?
A : Non. Les réactions chimiques se poursuivent lentement même au repos.

Q : Combien de temps faut-il pour qu'une batterie au lithium gonfle après avoir été malmenée ?
A: De quelques jours (surcharge importante) à plusieurs mois (surcharge légère + chaleur).

Comprendre pourquoi les batteries au lithium gonflent vous permettra d'en prendre soin correctement et d'éviter les mauvaises surprises. Avec un entretien de base, elles fonctionneront de manière fiable pendant des années.