Análisis del riesgo de incendio de la batería de litio

Las baterías de litio están presentes en todos los dispositivos electrónicos que usamos a diario, como teléfonos, tabletas o portátiles. Estas baterías suelen ser completamente seguras, pero a veces suelen fallar. Una prueba de su fragilidad es que cualquier caja de transporte que lleve una batería debe especificarlo.

El litio es muy sensible, pero es el mejor material que tenemos actualmente para baterías, pero es el mejor material que tenemos actualmente para baterías. En los últimos dos años, hemos visto varios casos donde las baterías han generado problemas en varios dispositivos, tanto a nivel de degradación, como explosión o pérdida de rendimiento. Su proceso de creación es bastante complejo y es su propia capacidad para almacenar energía lo que los hace peligrosos.

En los últimos dos años, hemos visto varios casos en los que las baterías han generado problemas en diversos dispositivos, como móviles o portátiles, tanto a nivel de degradación, como explosión o pérdida de rendimiento. Su proceso de creación es bastante complejo y es su propia capacidad para almacenar energía lo que los hace peligrosos.

El litio es el material elegido para fabricar baterías por su alta capacidad para almacenar energía. Si bien esto se va entregando poco a poco al dispositivo y de forma estable (a través de un controlador incluido en la propia batería), no hay complicaciones. El problema es cuando esa energía se libera repentinamente cuando se genera un cortocircuito ya que generalmente es lo que hace que explote.

El litio es el material de elección para baterías de alta capacidad para almacenar energía. Si bien esto se va entregando poco a poco al dispositivo y de forma estable (a través de un controlador incluido en la propia batería), no hay complicaciones. El problema es cuando esa energía se libera repentinamente cuando se genera un cortocircuito ya que generalmente es lo que hace que explote.

Las baterías de iones de litio tienen un cátodo y un ánodo desde donde se mueven las moléculas cargadas de litio, generando energía. Para que la energía fluya, las baterías utilizan un líquido orgánico inflamable llamado electrolito, así como un material poroso llamado separador, que evita que el cátodo y el ánodo entren en contacto. De lo contrario, se produciría un cortocircuito.

Parte 1: ¿Cuál es la razón por la que pueden explotar?

Normalmente, el ánodo y el cátodo están separados. El separador es una membrana permeable que permite el movimiento de los iones a través de la batería entre el ánodo y el cátodo. Si entran en contacto, la batería comienza a sobrecalentarse y eso es lo que hace que explote.

Esta explosión puede ocurrir por varias razones:

· Mal diseño o defectos de fabricación: en este caso, es posible que no haya suficiente espacio para los electrodos y separadores en la batería. Tan pronto como la batería se expande ligeramente cuando se carga, los electrodos se doblan y pueden causar un cortocircuito.

· Factores externos: El calor o el frío extremos pueden hacer que las baterías fallen. Si las baterías están cerca de una fuente de calor extrema, pueden explotar. Si el teléfono se cae muchas veces también es posible que el separador esté dañado y los electrodos se toquen. Si lo perforas y entra en contacto con el aire o el agua, automáticamente generarás un cortocircuito y explotará.

· Cargador en mal estado: Un cargador chino de mala calidad, con mal aislamiento, puede dañar la batería. Además, si el proceso de carga genera demasiado calor en el móvil, puede provocar daños en la batería.

· Efecto dominó por avería de una celda: Con solo una celda dañada, se genera un efecto dominó que daña el resto de la batería en su totalidad. Algo así sucedió en las primeras unidades del Tesla Model S, donde las baterías no estaban bien aisladas del suelo, y pequeñas piedras en el camino podían perforarlas, provocando que el resto de baterías explotaran.

Actualmente, el proceso de creación de baterías es excepcionalmente seguro y se realizan pruebas metódicas para evitar que exploten. De cara al futuro, las baterías seguirán siendo mucho más fiables, especialmente cuando lleguen las baterías de estado sólido en los próximos años, que, además de ser más seguras, pueden almacenar una carga más significativa.

Parte 2: Peligro de incendio de la batería de litio:

El sobrecalentamiento o la manipulación es la causa última de la explosión, pero la raíz del problema radica en un mal diseño del dispositivo en el que se coloca la batería. Como le pudo haber pasado al Samsung 7, en deficiente fabricación del mismo, en un error del software que regula el proceso de carga o en una falla en los controles de calidad.

Si el móvil o cualquier otro dispositivo está bien diseñado, no debería tener ningún problema. Quién piensa que a veces se puede arriesgar demasiado. Cada vez queremos más energía en menos espacio y por menos dinero, pero hay límites.

Los materiales con los que se fabrican las baterías de litio no son particularmente delicados en el sentido clásico. Sí, son inflamables, pero no hasta el punto de tener que tener especial cuidado. Al menos a temperatura ambiente.

Sin embargo, esto cambia radicalmente con la temperatura y la sobretensión. Cuando una batería de litio se sobrecalienta, el complejo sistema químico en su interior comienza a formar burbujas de oxígeno, dióxido de carbono y otros gases.

Parte 3: Supresión de incendios de baterías de litio:

El interior de una batería contiene electrodos enrollados sobre ellos, para aprovechar al máximo el espacio. Es en estos electrodos donde se producen las reacciones químicas que permiten el transporte de electrones.

Y es también donde se producen reacciones a determinadas temperaturas que provocan la aparición de gases. Los gases ocupan un espacio cada vez mayor, aumentando la presión de la batería hasta el punto en que no puede soportar más. Luego, se resquebraja y el gas empieza a salir, muy, muy caliente, con el resto de componentes arrastrados.

A estas temperaturas, estos componentes, protegidos dentro de la batería, se queman. Además, al no tener la constricción espacial de las celdas, todo el interior se expande violentamente, lo que puede resultar en la explosión de la batería.