Pourquoi les batteries au lithium se gonflent-elles ?
Il existe trois raisons principales au gonflement des batteries au lithium :
① Problèmes liés au processus de production du fabricant
Le revêtement de la batterie est irrégulier et des particules de poussière se sont mélangées à l'électrolyte. Ces éléments peuvent provoquer un gonflement de la batterie au lithium lors de son utilisation.
② Habitudes d'utilisation quotidienne de l'utilisateur
Une utilisation inappropriée des batteries au lithium, comme la surcharge, la décharge excessive ou une utilisation continue dans des environnements extrêmement difficiles, peut entraîner un gonflement de ces batteries. Parmi les causes de gonflement liées à la surcharge et à la décharge excessive, on peut citer les suivantes :
Gonflement dû à une surcharge : Une surcharge entraîne la migration des atomes de lithium de l’électrode positive vers l’électrode négative, ce qui déforme et provoque l’effondrement de la grille initialement pleine de l’électrode positive. C’est également une cause majeure de la diminution de la puissance de la batterie au lithium. Lors de ce processus, le nombre d’ions lithium dans l’électrode négative augmente et leur accumulation excessive conduit à la cristallisation des atomes de lithium, ce qui provoque le gonflement de la batterie.
Gonflement dû à une décharge excessive : Lors du premier cycle de charge et de décharge des batteries lithium-ion liquides, le matériau d'électrode et l'électrolyte réagissent à l'interface solide-liquide pour former une couche de passivation à la surface du matériau d'électrode. Cette couche de passivation empêche efficacement le passage des molécules d'électrolyte, mais les ions Li+ peuvent s'y insérer et s'en extraire librement, ce qui est caractéristique d'un électrolyte solide. C'est pourquoi ce film de passivation est appelé “ interface électrolyte solide ” ou SEI. Le film SEI protège le matériau de l'électrode négative, réduisant ainsi le risque d'effondrement de sa structure et augmentant sa durée de vie. Le film SEI n'est pas statique et subit de légères modifications lors des cycles de charge et de décharge, principalement dues à des transformations réversibles de certains composés organiques. Après une décharge excessive de la batterie, le film SEI est détruit de manière réversible, entraînant la destruction du matériau de l'électrode négative et la formation d'un gonflement.
Ces deux facteurs provoqueront une réaction violente, semblable à un court-circuit, à l'intérieur de la batterie pendant son utilisation, générant une grande quantité de chaleur, ce qui entraînera la décomposition et la gazéification de l'électrolyte, et la batterie gonflera.
③ Non-utilisation prolongée et stockage inadéquat
La batterie n'a pas été utilisée depuis longtemps et a été mal conservée. Lorsqu'elle est exposée à l'air pendant une période prolongée sans être utilisée, même complètement chargée, l'air étant conducteur, un court-circuit permanent se produit si les pôles positif et négatif de la batterie sont en contact direct. Ce court-circuit génère de la chaleur et peut entraîner la décomposition, voire la vaporisation, d'une partie de l'électrolyte, provoquant ainsi un gonflement.
Les batteries au lithium gonflées présentent une capacité gravement altérée et des risques pour la sécurité. Il est fortement déconseillé de les utiliser. Les batteries au lithium usagées doivent être recyclées par des filières spécialisées afin de prévenir toute pollution environnementale.
