PARAMÈTRES DE SÉCURITÉ
1. Chocs et cycles thermiques
Cet essai permet d’évaluer les atteintes à l’intégrité de la batterie résultant de la dilatation et de la contraction des composants constitutifs des éléments en cas d’exposition à des températures extrêmes ou à de brusques changements de température, ainsi que leurs conséquences possibles. Lors d’un choc thermique, la batterie est exposée à deux limites de température et est maintenue à ces températures limites durant une période déterminée.
2. Protection contre les courts-circuits externes
Cet essai permet d’évaluer la performance en matière de sécurité d’une batterie en cas de court-circuit externe. L’essai peut permettre d’évaluer l’activation du dispositif de protection contre la surintensité ou d’évaluer la capacité des éléments à tolérer le passage du courant sans entraîner de situation dangereuse (par exemple, claquage thermique, explosion, départ de feu). Les principaux facteurs de risque sont la production de chaleur au niveau des éléments et la création d’arcs électriques pouvant endommager les circuits ou réduire la résistance d’isolement.
3. Protection contre la surcharge
Cet essai permet d’évaluer la performance en matière de sécurité d’une batterie en cas de surcharge. Les principaux risques de sécurité en cas de surcharge sont la décomposition de l’électrolyte, de la cathode et de l’anode, la décomposition exothermique de la couche de passivation à l’interface de l’électrode négative et de l’électrolyte (solid electrolyte interphase — SEI), la dégradation du séparateur et le dépôt de lithium métallique, qui peuvent entraîner un échauffement de la batterie et un claquage thermique. Les facteurs influençant les résultats de l’essai incluent, au minimum, le taux de charge et l’état de charge finalement atteint. La protection peut être assurée en agissant soit sur la tension (interruption lorsque la tension de charge limite est atteinte), soit sur l’intensité du courant (interruption lorsque l’intensité maximale du courant de charge est dépassée).
4. Protection contre la décharge profonde
Cet essai permet d’évaluer la performance en matière de sécurité d’une batterie en cas de décharge profonde. Les risques pour la sécurité en cas de décharge profonde incluent l’inversion de polarité entraînant l’oxydation du collecteur de courant anodique (cuivre) et la formation de métal sur la cathode. Même une décharge profonde de faible ampleur peut engendrer la formation de dendrites et, à terme, un court-circuit.
5. Protection contre la surchauffe
Cet essai permet d’évaluer l’effet d’une défaillance du régulateur de température ou d’autres mécanismes de protection contre la surchauffe interne en cours de fonctionnement.
6. Protection contre la propagation thermique
Cet essai permet d’évaluer la performance en matière de sécurité d’une batterie en cas de propagation thermique. Un claquage thermique dans un élément de la batterie peut entraîner des réactions en chaîne dans l’ensemble de la batterie, qui peut être constituée de nombreux éléments. Il peut avoir de graves conséquences, notamment une importante émanation de gaz. Les essais sont compatibles avec les essais qui sont en cours d’élaboration pour les applications dans le domaine du transport par l’ISO et le règlement technique mondial des Nations unies.
7. Dommages mécaniques dus à des forces extérieures
Ces essais simulent une ou plusieurs situations dans lesquelles une batterie est accidentellement soumise à des contraintes mécaniques mais continue à remplir la fonction pour laquelle elle a été conçue. Les critères pour la simulation de ces situations devraient refléter l’utilisation en conditions réelles.
8. Courts-circuits internes
Cet essai permet d’évaluer les performances en matière de sécurité d’une batterie en cas de court-circuit interne. La survenue d’un court-circuit interne, l’une des principales sources de préoccupation des fabricants de batteries, peut conduire au dégagement de gaz, au claquage thermique et à la formation d’étincelles susceptibles d’enflammer les vapeurs d’électrolyte s’échappant des éléments de la batterie. Ces courts-circuits internes peuvent être déclenchés par des imperfections de fabrication, la présence d’impuretés dans les éléments ou la formation de dendrites de lithium, et sont à l’origine de la plupart des incidents de sécurité sur le terrain. De multiples scénarios sont possibles en matière de courts-circuits internes (par exemple, contact électrique cathode/anode, collecteur de courant en aluminium/collecteur de courant en cuivre, collecteur de courant en aluminium/anode) et sont associés à différentes résistances de contact.
9. Température abusive
Au cours de cet essai, la batterie est exposée à des températures élevées (la température est de 85 °C dans la norme CEI 62619) qui peuvent entraîner des réactions de décomposition exothermiques et provoquer le claquage thermique des éléments.
10. Essai au feu
Le risque d’explosion est évalué en exposant la batterie au feu.
11. Émissions de gaz
Les batteries peuvent contenir des quantités significatives de matières potentiellement dangereuses, par exemple des électrolytes hautement inflammables ou des composants corrosifs et toxiques. Lorsqu’elles sont exposées à certaines conditions, les batteries peuvent voir leur intégrité compromise, libérant ainsi des gaz dangereux. Par conséquent, il est important de repérer les émissions de gaz provenant de substances rejetées par les batteries durant les tests: le risque d’émission de gaz toxiques par les électrolytes non aqueux est dûment pris en compte pour tous les paramètres de sécurité énumérés aux points 1 à 10.