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Les batteries lithium-ion des véhicules électriques présentent-elles un risque d'incendie ?

24/08/2021 | 09:03
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General Motors a étendu le rappel de ses véhicules électriques Chevrolet Bolt en raison d'un risque d'incendie lié aux cellules de batteries lithium-ion fabriquées par le sud-coréen LG. Ce rappel, le deuxième plus important concernant des batteries fabriquées par l'unité LG Energy Solution (LGES) de LG Chem, souligne les difficultés auxquelles sont confrontées les entreprises de batteries pour fabriquer un produit stable destiné à alimenter les voitures électriques. Tour d'horizon des technologies avec l'Agence Reuters.

COMMENT FONCTIONNE UNE BATTERIE LITHIUM-ION ?

Les batteries sont de formes et de tailles différentes, mais la plupart comportent trois éléments clés : Les électrodes, l'électrolyte et le séparateur. Les électrodes stockent le lithium. L'électrolyte transporte les ions de lithium entre les électrodes. Le séparateur empêche l'électrode positive d'entrer en contact avec l'électrode négative. L'énergie, sous forme d'électricité, est évacuée de la cellule de la batterie lorsque les ions de lithium circulent de l'électrode négative, ou anode, vers l'électrode positive, ou cathode. Lorsque la cellule se charge, ces ions circulent dans le sens inverse, de la cathode vers l'anode.

POURQUOI LES BATTERIES LI-ION PRÉSENTENT-ELLES UN RISQUE D'INCENDIE ?

Les batteries au lithium-ion, qu'elles soient utilisées dans des voitures ou des appareils électroniques, peuvent prendre feu si elles ont été mal fabriquées ou endommagées, ou si le logiciel qui fait fonctionner la batterie n'est pas conçu correctement. La principale faiblesse des batteries lithium-ion des voitures électriques est l'utilisation d'électrolytes liquides organiques, qui sont volatils et inflammables lorsqu'ils fonctionnent à des températures élevées. Une force extérieure telle qu'un accident peut également entraîner une fuite de produits chimiques.

"Dans le cas des incendies de véhicules électriques, il a toujours été très difficile de déterminer la cause exacte de l'incendie, car il est extrêmement difficile de reproduire l'incident dans les mêmes conditions", a déclaré Kim Pil-soo, professeur d'ingénierie automobile à l'université Daelim. De plus, il arrive souvent que les autorités, les constructeurs automobiles et les fabricants de batteries ne révèlent pas la nature exacte du risque pour la sécurité.

QUELLE EST LA CAUSE DES INCENDIES SUR LES BOLT ET LES KONA ?

En février, le ministère sud-coréen des transports a déclaré que des défauts avaient été découverts dans certaines cellules de batteries fabriquées dans l'usine de LGES China et utilisées dans les voitures électriques de Hyundai Motor, dont le Kona EV. Le rappel de Hyundai a coûté environ 1 trillion de wons (854 millions de dollars). GM a déclaré que les batteries fournies par LG pour la Bolt EV et la Bolt EUV peuvent présenter deux défauts de fabrication : une languette d'anode déchirée et un séparateur plié, présents dans la même cellule de batterie, ce qui augmente le risque d'incendie.

LES BATTERIES DE TYPE POCHE SONT-ELLES PLUS VULNÉRABLES ?

Les trois types de batteries lithium-ion actuellement utilisées dans les voitures électriques - cylindrique, prismatique et à poche - ont fondamentalement la même fonctionnalité, mais chacune présente des avantages et des inconvénients. 

  • Les batteries cylindriques et prismatiques sont logées dans des matériaux durs. Les piles de type poche utilisent des feuilles flexibles scellées et sont protégées par de fines poches métalliques. La technologie utilisée dans les piles cylindriques est ancienne et donne des résultats constants. Ces piles peuvent supporter une pression interne élevée sans se déformer. Elles sont également moins chères, ce qui les rend idéales pour la production de masse. Mais elles sont plus lourdes et leur forme empêche les cellules d'être emballées aussi densément que dans d'autres formes de batteries. Tesla utilise principalement des batteries cylindriques, dont certaines sont fournies par LGES.
  • Les batteries prismatiques sont considérées comme plus sûres et plus légères que les cellules cylindriques et, parce qu'elles sont rectangulaires, elles peuvent être emballées de manière plus dense. Elles optimisent mieux l'espace que les cellules cylindriques, mais sont généralement plus chères et ont un cycle de vie plus court. Elles peuvent également gonfler.
  • Par rapport aux cellules cylindriques et prismatiques, les cellules de batterie de type poche permettent de fabriquer des cellules plus légères et plus fines, et offrent une certaine souplesse de conception pour différentes capacités et exigences d'espace pour différents modèles de véhicules. Cependant, elles sont vulnérables au gonflement, et sont plus vulnérables en cas d'accident, posant un plus grand risque d'incendie.

General Motors et Hyundai Motor utilisent des cellules de batterie à poche de LG Energy Solution (anciennement LG Chem). Volkswagen a déclaré plus tôt cette année qu'il abandonnerait les cellules de type poche fabriquées par LG et SK Innovation au profit de la technologie prismatique.

EXISTE-T-IL D'AUTRES SOLUTIONS ?

Des entreprises telles que la société chinoise BYD Co produisent des cellules de batterie pour VE qui utilisent des cathodes en phosphate de fer-lithium, moins susceptibles de prendre feu, mais qui ne sont pas capables de stocker autant d'énergie que les cellules standard qui utilisent des cathodes en nickel-cobalt-manganèse.

D'autres constructeurs, dont GM, testent d'autres chimies, comme la technologie nickel-cobalt-manganèse-aluminium (NCMA), qui utilise moins de cobalt, ce qui rend les cellules plus stables et moins chères.

Le fabricant chinois de batteries Contemporary Amperex Technology (CATL) a dévoilé le mois dernier une batterie sodium-ion qui ne contient ni lithium, ni cobalt, ni nickel.

Un certain nombre d'entreprises, dont Toyota Motor, développent également des cellules de batterie avec des électrolytes solides, qui pourraient minimiser les problèmes de surchauffe et les risques d'incendie, mais leur commercialisation pourrait prendre encore trois à cinq ans.


© Zonebourse.com 2021
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BYD COMPANY LIMITED 2.51%302.8 Cours en clôture.49.02%
CONTEMPORARY AMPEREX TECHNOLOGY CO., LIMITED 1.56%610.77 Cours en clôture.73.95%
GENERAL MOTORS COMPANY -0.02%57.76 Cours en différé.38.71%
HYUNDAI CORPORATION 0.00%19100 Cours en clôture.19.75%
HYUNDAI MOTOR COMPANY 1.69%211000 Cours en clôture.9.90%
LG CORP. 0.42%95000 Cours en clôture.-1.03%
PROS HOLDINGS, INC. 0.18%32.83 Cours en différé.-35.34%
S&P GSCI ALUMINUM INDEX 0.03%181.9207 Cours en différé.45.43%
SK INNOVATION CO., LTD. 0.00%256500 Cours en clôture.35.00%
TESLA, INC. 12.66%1024.86 Cours en différé.45.23%
TOYOTA INDUSTRIES CORPORATION -0.52%9510 Cours en clôture.16.12%
TOYOTA MOTOR CORPORATION -1.87%1946.5 Cours en clôture.22.31%
VOLKSWAGEN AG 0.15%205.55 Cours en différé.34.66%
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