Batteries Lithium-ions : un danger chimique dans nos voitures ?

voitures electriques

Des batteries un peu particulières sont utilisées dans les voitures électriques et les voitures hybrides : des batteries Lithium-ion. Ces batteries fonctionnent différemment des batteries classiques de voitures diesel ou à essence. Les composants utilisés dans ces batteries peuvent présenter un danger chimique.

En quelques mots : comment fonctionne une batterie Lithium-ion ?

Une batterie Lithium-ion fonctionne selon la réaction suivante : une réaction réversible d’échange d’un ion lithium entre deux électrodes. L’électrode positive est généralement constituée d’un oxyde de métal de transition lithié (dioxyde de cobalt ou de manganèse) ; l’électrode négative est généralement en graphite.[1] Cet échange se fait au sein d’un électrolyte liquide composé en général du sel LiPF6 (hexafluorophosphate de lithium) en solution dans un mélange de carbonate d’éthylène et de carbonate de propylène ou de tétrahydrofurane.

Une batterie Li-ion qui fuit = de l’acide fluorhydrique qui est produit

Comme l’électrolyte est liquide, il peut potentiellement fuir de la batterie et entrer en contact avec l’air et de l’eau.

Deux réactions peuvent provoquer la formation d’acide fluorhydrique:

  • L’hydrolyse des ions PF6- de l’électrolyte en présence d’eau.
  • La combustion de ces ions PF6-

L’hydrolyse des ions PF6- a lieu uniquement en présence d’eau dans un milieu qui n’est ni trop acide ni trop basique (pH compris entre 1 et 12). Toutefois, la vitesse de cette hydrolyse est faible et les quantités d’acide fluorhydrique produites seront peu importantes.[2]. L'acide fluorhydrique est également très toxique.

Batteries Lithium-ions et combustion : un danger réel.

batterie voiture

La batterie Lithium-ion présente également un risque de dégradation par une réaction violente et dangereuse de combustion en cas de mauvaise utilisation. Cette réaction peut avoir lieu dès que la température de la batterie dépasse 65°C et est très probable à plus de 75°C.[3]

En cas d’incendie de la batterie, de l’acide fluorhydrique est formé et relâché par réaction de décomposition thermique de l’anion PF6- de l’électrolyte contenu dans la batterie. Un rapport de l’INERIS sur les batteries de voitures électriques précise ce risque.[4] De plus, les études INERIS montrent pour le moment que :

« Sur un plan métrologique, la mesure des composés fluorés produits en condition d’incendie reste une opération délicate »[5]

La concentration d’acide fluorhydrique formé est donc variable et dépend notamment de la quantité d’électrolyte en combustion et de la température de la combustion.

D’autres gaz toxiques (oxydes de carbones notamment) sont aussi formés lors de la combustion de l’électrolyte (combustion des carbonates d’éthylène et de propylène).

Pour éviter que la batterie ne fuie ou ne brule, il faut manipuler les batteries Lithium-ion avec une extrême précaution.

Que faire en cas de fuite d’une batterie Li-ion ?

Si l’on observe une fuite de l’électrolyte d’une batterie Lithium-ion, il est possible que ce liquide contienne de l’acide fluorhydrique. Il est nécessaire d’absorber le résidu liquide qui s’échappe de la batterie à l’aide d’un absorbant adapté comme un absorbant neutralisant pour produits chimiques acides ACICAPTAL® ou polyvalent TRIVOREX®. Porter des équipements de protection individuelle est recommandé.

En cas d’exposition cutanée ou oculaire à un liquide provenant d’une batterie Li-ion, une lésion chimique grave peut être provoquée. Une décontamination adaptée au danger que représente l’acide fluorhydrique est nécessaire. Le recours en urgence à un avis médical est recommandé.

Que faire en cas de combustion d’une batterie Li-ion ?

En général, les batteries Lithium-ions dans les voitures sont isolées et protégées afin qu’en cas de combustion, elle ne laisse pas échapper de vapeurs d’acide fluorhydrique.

Lors d’un accident routier, si la batterie prend feu, il ne faut pas, dans la mesure du possible, entrer en contact avec les vapeurs qui peuvent s’échapper de celle-ci.

En cas d’exposition cutanée ou oculaire à des produits issus de la combustion de batteries Li-ions, une décontamination adaptée au danger que représente l’acide fluorhydrique est nécessaire. Le recours en urgence à un avis médical est recommandé.