Un nouveau matériau permet d'éviter les incendies de batteries de véhicules électriques en empêchant l'emballement thermique, comme dans le cas des Teslas inondées lors de l'ouragan Helene
Si les statistiques de Tesla mettent fin au mythe populaire selon lequel les incendies de batteries de véhicules électriques sont fréquents, il est indéniable qu'une fois qu'ils se produisent, il est très difficile d'éteindre le feu.
Il faut beaucoup plus de litres d'eau pour éteindre un incendie causé par une batterie de véhicule électrique, car les packs passent en mode de combustion spontanée en raison d'un phénomène connu sous le nom d'emballement thermique auquel aucun extincteur ordinaire ne peut faire face.
Avant que l'ouragan Helene ne frappe la côte de Floride, par exemple, le gouverneur DeSantis a averti les citoyens possédant des voitures électriques de les mettre à l'abri les citoyens possédant des voitures électriques de les emmener sur des terrains plus élevés. À la suite de l'ouragan, le service de secours des pompiers de Dunedin a tweeté"si votre véhicule électrique a été en contact avec l'eau d'inondation, ne le chargez pas et ne le démarrez pas", en précisant que les véhicules électriques inondés devaient d'abord être inspectés par les pompiers.
Pour preuve, la batterie d'un Model X inondé s'est enflammée après être entrée en contact avec l'eau salée corrosive alors qu'elle se trouvait dans le garage, et a brûlé l'ensemble de la structure. Lors des précédents ouragans, un nombre disproportionné de véhicules électriques ont pris feu, et une Tesla s'est même auto-combustionnée mois après avoir été inondée et amenée dans une casse. Il a fallu plonger ladite Model S dans une piscine d'eau pour éteindre les flammes, tout cela à cause de l'emballement thermique qui peut propager le court-circuit des électrodes dans des cellules isolées à l'ensemble du pack.
L'emballement thermique est précisément ce qu'un nouveau matériau de LG Chem tue dans l'œuf. Les chercheurs de LG ont créé un composite capable de réagir très rapidement aux fluctuations de température en modifiant radicalement sa résistance électrique. Le matériau peut être roulé en une couche de prévention de l'emballement thermique de seulement 1μm d'épaisseur. Elle se situe entre la cathode et la feuille d'aluminium qui sert de collecteur de courant pour le déplacement des électrons dans une batterie au lithium.
La couche de sécurité renforcée est composée de polythiophène conçu pour modifier sa structure moléculaire à des températures supérieures à la plage de fonctionnement habituelle des piles (90°C - 130°C).
L'augmentation de la température entraîne une apparition rapide de la résistance électrique, de l'ordre de 5 000 ohms pour chaque variation de 1 °C. Le maximum que peut atteindre le matériau sensible à la température est de 5 000 ohms. Le maximum que le matériau sensible à la température peut atteindre est 1 000 fois la résistance aux températures normales de fonctionnement des piles, ce qui coupe effectivement le courant électrique lors de l'allumage. La couche agit donc comme un fusible viable pour chaque cellule individuelle qui arrête le flux d'électricité et empêche l'emballement thermique, et donc l'incendie de la batterie du véhicule électrique, de se produire et de se propager.
Les méthodes précédentes consistaient à placer des matériaux sensibles à la température à l'intérieur de la cellule de la batterie, mais elles se heurtaient souvent à des problèmes de lenteur de réaction ou de réduction de la densité énergétique. LG Chem a toutefois réussi à mettre au point un matériau qui résout ces problèmes, grâce à son expertise et à la conception brevetée du matériau, ce qui permet une application rapide dans les processus de production de masse.
Les chercheurs de LG Chem ont testé le nouveau matériau de sécurité des batteries en perçant et en déposant des poids sur des batteries avec ou sans ce matériau. Aucune des cellules fabriquées avec la couche de polythiophène modifiée n'est entrée dans un état d'emballement thermique complet, alors que toutes les piles normales du test de chute et 84 % de celles du test de perforation ont complètement brûlé.
La cerise sur le gâteau de la prévention des incendies de batteries au lithium est que le nouveau matériau peut être rapidement mis à l'échelle pour une production de masse de rouleau à rouleau. LG a déjà passé l'étape de la vérification de la sécurité des batteries de téléphone fabriquées avec la couche protectrice, et prévoit de la certifier pour une utilisation dans des packs de véhicules électriques plus importants l'année prochaine.
"Il s
'agit d'un résultat de recherche tangible qui peut être appliqué à la production de masse dans un court laps de temps", explique le directeur technique de LG Chem, qui se réjouit que l'invention du matériau permette de"renforcer la technologie de sécurité afin que les clients puissent utiliser les véhicules électriques en toute confiance"
