Le passage à la combustion thermique – également connu comme le phénomène de défaillance thermique d’une cellule lithium-ion – est si dangereux car il ne s’agit pas d’un incendie « normal ». C’est une réaction chimico-thermique autocontrôlée, qui se produit à l’intérieur de la batterie et qui est difficile à maîtriser de l’extérieur. Une fois ce processus déclenché, la batterie produit plus de chaleur qu’elle ne peut en dissiper. Cette chaleur supplémentaire accélère à son tour les réactions chimiques – un cercle vicieux apparaît.

Un problème majeur est la température extrêmement élevée. Alors que de nombreux incendies résidentiels se produisent à des centaines de degrés Celsius, un système lithium-ion en défaillance peut atteindre des températures de plus de 800 à 1000 °C. Cette chaleur est suffisante pour enflammer spontanément des matériaux adjacents, affaiblir des métaux et mettre gravement en péril des structures mêmes.

Il convient également de mentionner l’émission de gaz toxiques et corrosifs. Lors de la décomposition de l’électrolyte et d’autres composants de la cellule, des gaz irritants et parfois hautement toxiques sont libérés. Dans des espaces clos, ces gaz peuvent atteindre des concentrations mortelles en très peu de temps. Parallèlement, des résidus agressifs se déposent sur les surfaces et causent souvent d’importants dommages collatéraux aux équipements électroniques, aux systèmes de contrôle et aux pièces métalliques.

Un autre risque est la possibilité de réinflammation. Même si un incendie semble être éteint, il peut rester suffisamment d’énergie résiduelle à l’intérieur de la batterie pour relancer la réaction. Cela signifie qu’un événement peut ne pas être terminé simplement parce qu’aucune flamme n’est plus visible.

Des événements explosifs de pression peuvent également se produire. En raison de la formation de grandes quantités de gaz inflammables, la pression à l’intérieur du boîtier de la cellule augmente considérablement. Si le boîtier éclate, ces gaz peuvent s’enflammer soudainement – générant une flamme vive ou une onde de choc.

La situation devient particulièrement critique avec des systèmes de batteries plus grands, comme dans les systèmes de stockage domestiques ou les véhicules électriques. Les cellules sont souvent regroupées très près les unes des autres. Si une cellule subit une défaillance thermique, la chaleur se propage rapidement aux cellules voisines. Cette propagation appelée propagation cellule à cellule peut transformer un défaut localisé en un événement d’incendie à grande échelle.

De plus, la lutte contre l’incendie est complexe. Les agents extincteurs classiques peuvent certes éteindre les flammes, mais ne stoppent pas nécessairement les processus chimiques à l’intérieur de la batterie. Un refroidissement intensif est souvent nécessaire, et même ensuite, le système reste sous surveillance pendant une longue période.