Nous évoquions, dans un récent article, la surexposition médiatique des incidents des batteries lithium de forte capacité et rappelions que ces batteries comme celles montées dans les véhicules et les bateaux, étaient, en tout cas pour les LiFePO4, relativement sûres, car bien protégées par leur BMS et rechargées convenablement par des chargeurs intelligents.

Les choses sont très différentes sur les petits appareils qui nous entourent. Des petits appareils équipés de batteries, il y en a des dizaines de milliards à l'échelon de la planète...

Beaucoup, beaucoup de petits appareils à batteries lithium

On a beaucoup parlé d'incendies de véhicules électrique, mais la plupart des feux de batteries concernent les petits appareils. Téléphones, tablettes, jouets, vélos, trotinettes électriques, plances à foils et moteurs électriques, cigarettes électrroniques, ordinateurs portables, batteries rechargeables en tous genre, outils électroportatifs en tous genre, ces objets et leur batteries lithium sont partout.

Pour quelle raison ? La première raison, c'est le nombre. Toujours selon des chiffres américains, 3 milliards de batteries -principalement lithium-  sont mises en service directement et indirectement (dans des appareils) aux USA, chaque année.

Du côté de la sinistralité, 25.000 incendies ont été liés, depuis les 5 dernières années, à ces accumulateurs aux USA selon le U.S. Consumer Product Safety Commission.

A l'échelle du globe, ce sont des dizaines de milliard de batteries ou de cellules en service au moment d'écrire ces lignes.

Les petits appareils sont "mal" chargés

Les véhicules et les applications de forte capacité sont équipés de systèmes de protection, les BMS, et de chargeurs de batterie qui délivrent des cycles de charge parfaitement adaptés aux batteries qu'ils chargent.

Les BMS les plus perfectionnés sont capables d'isoler une cellule qui chauffe pour éviter son emballement.

Les chargeurs de batterie détectent l'état de charge et se coupent une fois la batterie rechargée.

On retrouve ce genre d'appareils sur les propulsions des navires de plaisance et leurs batteries de servitude que nous décrivons dans ces colonnes, sur les véhicules électriques, les solutions de stockage, les applications off-grid, les camping cars... BMS et chargeurs intelligents sont des appareils assez complexes et relativement couteux.

Les petits appareils, comme les téléphones, les ordinateurs portables ou les cigarettes électroniques ne comportent souvent qu'une seule cellule lithium de 3,2 V. Dans un grand nombre de cas, les courants entrant et sortant et la température de ces cellule ne sont tout simplement pas surveillés.

De même, les chargeurs des petits appareils comme les téléphones, ordinateurs, trottinettes vélos, etc, sont la plupart du temps démunis de telles protections et branchés sur un chargeur à tension et courant permanent.

Ceci pose un problème important qui serait absolument inenvisageable sur accumulateurs de plus forte capacité.

En effet, un paramètre technique diffère sur ce plan d'avec les cellules plomb : la durée de float. Les batteries plomb souffrent d'une importante autodécharge et doivent rester branchées à un chargeur au risque de se décharger totalement. À l'inverse, les batteries lithium détestent continuer à recevoir une charge lorsqu'elles sont pleines, cela conduit à une surcharge, un premier pas vers un évènement d'emballement thermique.

Si le chargement et l'utilisation ne sont pas interrompus, l'électrolyte va commencer à bouillir et à dégazer, comme sur l'image d'illustration de cet article. L'étape suivante étant l'embrasement de la batterie.

Les chargeurs à trois phases sont des appareils chers tout comme le sont les BMS. La solution économico-industrielle consiste alors à sous-dimensionner les chargeurs pour limiter les effets de surcharge sur les batteries pleines. C'est une des raisons qui font que ces "petits" appareils sont longs à charger.

Sur le chargeur ci-dessous, on voit bien le courant fixe (2A) que délivre le chargeur. Courant fixe, tension fixe, durée illimitée = danger.

Les batteries des petits appareils, dont nous en sommes entourés, sont chargés en permanence, même pleines, à faible courant, ce qui constitue un facteur de risque ! Il n'est pas raisonnable de les laisser charger lorsqu'elles sont pleines, on doit les débrancher et les regarder comme des facteurs de risque.

Risque, car le chargement aléatoire et la non-surveillance des paramètres de l'accumulateur lithium d'un petit appareil sont un premier pas vers un évènement thermique, beaucoup, beaucoup plus risqué que l'utilisation d'un véhicule ou d'un navire électrique dont les batteries sont surveillées et le chargeur piloté.