Tous les téléphones portables (ainsi que les ordinateurs portables et presque tout avec une batterie rechargeable) utilisent LiIon / LiPo (essentiellement équivalent aux fins de la présente discussion). Et vous avez raison: en termes d'incidence réelle, le lithium-ion et le lithium-polymère sont la chimie des batteries la plus sûre à être utilisée à grande échelle, sans exception.
Et la seule raison pour laquelle cette chimie maintenant omniprésente ne vous a pas assassiné et / ou votre famille à plusieurs reprises est que ces cellules ne sont pas chargées sans surveillance. Vous n'y assisterez peut-être pas personnellement, mais chacune de ces batteries lithium-ion est dotée d'un nombre important de circuits de protection et de surveillance intégrés en permanence au pack. Il agit en tant que gardien. Il surveille chaque cellule d'une batterie.
- Il déconnecte les bornes de sortie et évite leur surcharge.
- Il déconnecte la sortie si elles sont déchargées à un courant trop élevé.
- Il déconnecte la sortie si elle est CHARGÉE à un courant trop élevé.
- Si l'une des cellules se détériore, la sortie est déconnectée.
- Si une cellule devient trop chaude, elle déconnecte la sortie.
- Si une des cellules est trop déchargée, la sortie est déconnectée (et en permanence - si vous oubliez de charger une batterie lithium-ion trop longtemps, vous constaterez qu'elle ne se chargera plus. Elle est détruite efficacement et la protection circuit ne vous permettra pas de charger les cellules).
En effet, chaque batterie de téléphone, batterie d'ordinateur portable *, quelle que soit la batterie qui soit une chimie au lithium rechargeable, est la plus surveillée, scrupuleuse et activement gérée, à l'opposé de «sans surveillance» comme on peut l'obtenir pour une batterie.
Et la raison pour laquelle tant de problèmes supplémentaires sont causés est que les batteries lithium-ion sont réellement dangereuses . Ils ont besoin de circuits de protection pour être sûrs, et ils ne le sont même pas à distance sans eux. D'autres substances chimiques telles que NiMH ou NiCad peuvent être utilisées de manière relativement sûre en tant que cellules nues, sans aucune surveillance. S'ils deviennent trop chauds, ils peuvent ventiler (ce qui m'est arrivé personnellement), et cela peut être assez surprenant, mais cela ne va pas brûler votre maison ou vous obliger à rester plus longtemps dans une unité de brûlage. Les batteries lithium-ion feront les deux, et c'est à peu près le seul résultat. Ironiquement, les batteries lithium-ion sont devenues les batteries les plus sûres et les plus dangereuses en raison de leur composition chimique.
Vous vous demandez peut-être ce qui les rend si dangereux.
D'autres compositions chimiques de la batterie, telles que le plomb-acide ou le NiMH ou le NiCad, ne sont pas pressurisées à la température ambiante, bien que la chaleur génère une certaine pression interne. Ils ont également des électrolytes aqueux et non inflammables. Ils stockent l’énergie sous la forme d’une réaction d’oxydation / réduction relativement lente, dont le taux de libération d’énergie est trop faible pour, par exemple, leur permettre d’éjecter des jets de flammes de 6 pieds. Ou n'importe quelle flamme, vraiment.
Les batteries lithium-ion sont fondamentalement différentes. Ils stockent l'énergie comme un printemps. Ce n'est pas une métaphore. Eh bien, comme deux sources. Les ions lithium sont forcés entre les atomes de matériau d'anode lié par covalence, les séparant et "étirant" les liaisons, stockant de l'énergie. Ce processus s'appelle intercalation . Lors de la décharge, les ions lithium sortent de l'anode et pénètrent dans la cathode. Ceci est très électromécanique et l'anode et la cathode subissent des contraintes mécaniques importantes.
En fait, l'anode et la cathode augmentent ou diminuent alternativement le volume physique en fonction de l'état de charge de la batterie. Cependant, ce changement de volume est inégal. Ainsi, une batterie lithium-ion entièrement chargée exerce une pression non négligeable sur son conteneur ou sur d’autres parties de lui-même. Les batteries lithium-ion sont généralement soumises à une forte pression interne, contrairement aux autres produits chimiques.
L'autre problème est que leur électrolyte est un solvant volatil, extrêmement inflammable, qui brûlera très fort et facilement.
La chimie complexe des cellules lithium-ion n’est même pas complètement comprise, et il existe quelques chimies différentes avec différents niveaux de réactivité et de danger inhérent, mais celles qui ont une densité d’énergie élevée peuvent toutes subir un emballement thermique. Fondamentalement, s'ils deviennent trop chauds, les ions lithium commenceront à réagir avec l'oxygène stocké sous forme d'oxydes métalliques dans la cathode et dégageront encore plus de chaleur, ce qui accélérera davantage la réaction.
Il en résulte inévitablement une batterie qui s'enflamme d'elle-même, vaporise son électrolyte solvant hautement inflammable et s'enflamme rapidement, maintenant qu'une nouvelle source d'oxygène est disponible. C'est juste un bonus de tir, cependant, il y a encore une tonne de feu provenant du lithium métal s'oxydant avec le stock suffisant d'oxygène à l'intérieur.
S'ils ont trop chaud, cela se produit. Si elles sont surchargées, elles deviennent instables et un choc mécanique peut les faire sonner comme une grenade. Si elles sont trop déchargées, une partie du métal dans la cathode subit une réaction chimique irréversible et formera des shunts métalliques. Ces shunts seront invisibles jusqu'à ce que la charge dilate une partie de la batterie suffisamment pour que la membrane de séparation soit perforée par l'un de ces shunts, ce qui crée un court-circuit, ce qui entraîne bien sûr un incendie, etc.: le mode de défaillance lithium-ion que nous connaissons et l'amour.
En clair, non seulement la surcharge est-elle dangereuse, mais également la décharge excessive, et la batterie attendra que vous y injectiez une tonne d'énergie avant de vous faire complètement défaut, et sans avertissement ni mesure mesurable .
Cela couvre les piles grand public. Tous ces circuits de protection sont toutefois moins en mesure d'atténuer le danger que représentent les applications à forte consommation. Un drainage élevé ne génère pas une petite quantité de chaleur (ce qui est mauvais) et, ce qui est plus inquiétant, il provoque une énorme charge mécanique sur l'anode et la cathode. Des fissures peuvent se former et s'élargir, créant une instabilité si vous êtes malchanceux, ou une durée de vie utile plus courte si vous n'êtes pas trop sévère. C'est pourquoi les LiPos sont classés en «C» ou à quelle vitesse ils peuvent être déchargés en toute sécurité. S'il vous plaît, prenez ces cotes au sérieux et réduisez-les, à la fois pour des raisons de sécurité et parce que de nombreux fabricants mentent simplement sur le classement C de leurs batteries.
Même avec tout cela, parfois un RC Lipo s'enflamme sans raison. Vous devez absolument tenir compte des avertissements afin de ne jamais les charger sans surveillance, et tout le reste. Vous devriez acheter un sac de sécurité pour les charger car cela pourrait empêcher votre maison de brûler (éventuellement avec vous ou des proches à l'intérieur). Même si le risque est très faible, les dommages qu'il peut causer sont vastes et les mesures nécessaires pour atténuer la plupart de ces dommages potentiels sont triviales.
N'ignorez pas tout ce qui vous est dit, tout est parfait. Cela vient de gens qui ont appris à respecter les LiPos pour ce qu'ils sont, et vous devriez aussi. Ce que vous voulez absolument éviter, c’est que cette leçon vous soit enseignée par une batterie lithium-ion, plutôt que par des pairs en ligne et hors ligne. Ce dernier pourrait vous enflammer sur un forum, mais le premier vous enflammera littéralement .
Voyons des vidéos de choses qui explosent!
Laissez-moi aller un peu plus dans la façon dont ils échouent. J'ai discuté du mécanisme, mais que se passe-t-il réellement? Les batteries lithium-ion ne disposent que d’un seul mode de défaillance, ce qui est une sorte d’explosion, puis une énorme quantité de feu dans un jet de flammes géant pendant plusieurs secondes, puis des activités générales liées à la combustion plus tard. Il s’agit d’un feu chimique, vous ne pouvez donc pas l’éteindre (les batteries lithium-ion émettront d’énormes jets de feu même dans le vide de l’espace. Le comburant est contenu à l’intérieur, il n’a pas besoin d’air ni d’oxygène pour brûler). Oh, et jeter de l'eau sur du lithium ne sert à rien , du moins en termes de réduction des incendies.
Voici une liste des meilleurs exemples d'échec: Notez que cela se produit parfois dans les boîtiers de radiocommunication à forte consommation, même avec les mesures de sécurité appropriées en place. Comparer les applications à forte consommation aux courants beaucoup plus sûrs et plus faibles des téléphones n’est pas du tout valable. Des centaines d'ampères ≠ quelques centaines de milliampères.
Panne d'avion RC.
Un couteau poignarde une batterie de la taille d'un smartphone.
Le LiPo surchargé explose spontanément.
La batterie de l'ordinateur portable dans un emballement thermique est légèrement enfoncée, ce qui la fait exploser.