Discusión sobre los humos de las baterías de iones de litio

El éxito técnico y comercial de las baterías de litio es innegable en este momento. Las baterías de litio tienen una serie de aplicaciones que varían desde usos simples como teléfonos celulares hasta vehículos eléctricos o almacenamiento masivo de energía a escalas muy grandes en plantas especializadas. En las últimas noticias, hemos observado eventos ocasionales con respecto a esta batería que involucran incendios, intoxicaciones y problemas relacionados potencialmente dañinos. Por ello, ha aumentado la preocupación por los riesgos que pueden presentar las baterías de iones de litio, especialmente por los incendios espontáneos que generan y el intenso calor que generan dichos incendios. El fuego por sí solo genera una seria amenaza para quienes operan o poseen las baterías, y los riesgos también están asociados al hecho de que estos incendios y las propias baterías tienen la tendencia a liberar humos tóxicos como gases y humos que provienen de las leves averías. la batería podría haber tenido. Esto puede convertirse en una amenaza potencialmente mayor cuando se trata de baterías almacenadas en entornos reducidos donde las personas están trabajando o presentes. Estos entornos incluyen aviones, submarinos, pozos de minas, naves espaciales o incluso sistemas de baterías complejos equipados en el hogar. Cuando una batería de iones de litio comienza a perder vapores, lo primero que ocurre es una intensa generación de calor, de ahí el peligro de incendio. La cantidad de gas y humo liberados es significativa en este punto. Incluso si el calor no causa la combustión, la liberación de más de 100 gases tóxicos, incluido el monóxido de carbono, es bastante peligrosa en sí misma y podría ser una amenaza aún mayor que el calor. Aunque el conocimiento de esas emisiones es bastante limitado, esto es lo que sabemos sobre ellas.

Los riesgos de los humos de las baterías de iones de litio

Al sobrecalentar una batería de iones de litio, la consecuencia es la liberación de una serie de componentes peligrosos, cancerígenos y altamente explosivos. La mezcla es extremadamente dañina para la salud humana, y si no se toman medidas para detener la liberación y eliminar los vapores, la falla de la celda conducirá, muy probablemente, al encendido de la batería. En caso de que eso suceda, es importante que aún se controle, ya que si se expande más, puede caer en cascada a las celdas adyacentes.

El problema es que, cuando el gas de la batería se inflama, las sustancias peligrosas se oxidan en productos de reacción que son inofensivos. Sin embargo, es muy probable que respirar estos humos provoque vómitos intensos, asfixia, complicaciones respiratorias y otros síntomas (normalmente los de intoxicación por monóxido de carbono) que se originan en la toxicidad de los gases liberados por la batería.

Teniendo en cuenta el hecho de que uno podría identificar los humos y detenerlos evitando daños mayores, el riesgo real (aparte de la intoxicación por humos) es que la batería se incendie. Cada celda está aislada y montada con un barril. Este cañón está cerrado por una tapa que evita que explote. Sin embargo, este barril retiene la mayoría de los gases de emisión. La mezcla de gases provoca un incendio y, si el fuego se expande a las otras celdas, existe la posibilidad de que la batería explote.

Nivel de humos de la batería de iones de litio

Un experimento realizado para determinar los humos en las baterías, cómo tratarlos y a qué niveles la batería comienza a liberar humos concluyó lo siguiente. Cuando una celda está ligeramente sobrecargada, hasta el punto de aproximadamente 4,3 V, comienza la pista térmica. La pista térmica comienza a liberar humos al medio ambiente y la liberación aumenta exponencialmente.

Los niveles de humos se vuelven críticos cuando los niveles de hidrógeno comienzan a subir. Cuando el nivel de hidrógeno está al 4%, el riesgo de explosión es muy alto y la probabilidad de que ocurra una explosión es de casi el 100%.

Cómo lidiar con los humos de las baterías de iones de litio

Al enfrentarse a los humos que salen de su batería de iones de litio, lo primero que hay que hacer es suprimir la inflamación de los gases de emisión, de esta forma la cantidad de energía liberada se reduce significativamente. A partir de aquí, hay dos opciones principales, puede prevenir la ignición de la celda utilizando un compuesto textil (que en realidad hace que las emisiones de humo se vuelvan más fuertes y más peligrosas para su salud). O puede dejar que la batería se encienda y apagarla con un extintor.

Dado que una ignición puede salirse de control, prevenirla y lidiar con los humos puede ser más seguro. Para ello es muy recomendable tener un filtro de gas dentro del espacio donde se está utilizando la batería. Un filtro de gas funciona a través de 5 etapas en las que captura los gases y los separa del medio ambiente. Primero hay una rejilla de filtración de partículas, seguida inmediatamente por capas de pellets de carbón activado, luego hay permanganato de potasio y alúmina activada, seguido de un filtro de partículas finas. Finalmente, se utiliza una bolsa de gas para recoger las emisiones de gas de la batería detrás de la filtración. El filtro provocará una reducción significativa en la concentración de todos los componentes peligrosos, esto también reducirá aún más el riesgo de ignición y disminuirá la inflamación de la batería.

Entonces, se puede concluir que la mejor solución para hacer frente a los humos liberados por sobrecalentamiento, o cualquier otro motivo, es utilizar una combinación de materiales inhibidores de llama, como el mencionado compuesto textil, y posteriormente, después de que se haya evitado la ignición. y la liberación de humos se ha vuelto más fuerte, use el filtro de gas. El sistema gas unite se puede utilizar para baterías industriales, pero también para sistemas estacionarios y almacenamiento doméstico. El filtro podría mejorar realmente el nivel de seguridad de todas las baterías de iones de litio y aumentar la confianza que tienen los consumidores en el momento en que se encuentran sus baterías. También ayudaría a los productores e innovadores de baterías de celda a no cambiar significativamente el diseño de las celdas en su búsqueda de una batería de iones de litio menos peligrosa.

Sin embargo, si no tiene ninguno de estos equipos y se enfrenta a la liberación de humo de una batería de iones de litio, se recomienda alejarse de la batería y salir de la habitación antes de la ignición o la intoxicación por gas.