Estadísticas de explosión de baterías de iones de litio: análisis, soluciones, posibilidades y desafíos

Las baterías de iones de litio hoy en día están presentes en casi todos los dispositivos electrónicos. Desde teléfonos inteligentes, drones, hasta vehículos eléctricos. Las baterías de iones de litio tienen muchas ventajas que las convierten en la opción número uno. Ventajas como alta densidad de energía, rendimiento estable y voltaje de salida, ciclo de vida prolongado en comparación con otras baterías, y tiene menos efecto sobre el medio ambiente que otras baterías y fuentes de energía.

Sin embargo, existen muchos desafíos a los que se enfrentan las baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio son sensibles a diferentes condiciones como altas temperaturas, choques, sobrecargas, sobredescargas, cortocircuitos y perforaciones. Todas estas condiciones podrían resultar en la explosión de una batería de iones de litio. Además, los componentes externos de las baterías de iones de litio, como los envases de plástico, el separador e incluso el electrolito, son extremadamente combustibles. Todo eso hace que la explosión de una batería de iones de litio sea aún más peligrosa, ya que se incendiará encima de la explosión.

Análisis de casos de explosión de baterías de iones de litio

A lo largo de los años, ha habido algunos incidentes de explosiones de baterías de iones de litio. Independientemente de la forma que tengan las baterías de iones de litio, todas tienen la misma composición química en su interior. Están diseñados para ofrecer una alta potencia de salida con un peso y tamaño mínimos. Desde Li-ion, las baterías están diseñadas para ser extremadamente livianas; sus componentes se componen de particiones delgadas entre las células y una fina cubierta exterior. El litio como elemento es altamente reactivo. Dado que los tabiques o revestimientos son muy frágiles. Es por eso que si la batería se perfora, la batería se encenderá espontáneamente. Esto se debe a que cuando se perfora una batería de iones de litio se produce un cortocircuito. Esto produce una chispa que enciende el litio altamente reactivo del interior. Agregue a eso la exposición al oxígeno en el aire, lo que empeorará las cosas.

La Administración de Incendios de EE. UU. Ha declarado que las baterías de iones de litio son la causa principal de al menos 195 incendios y explosiones diferentes que se han producido durante el período 2009 a 2017.

Incidente de la batería del portátil 2016

En el año 2016, varios clientes informaron que cierta batería diseñada para una computadora portátil HP, se incendió y explotó. El factor común entre estas baterías fue que se compraron en Amazon. Tras investigar el incidente, resulta que los fabricantes de esta batería no utilizaron buenos materiales para las baterías, lo que a su vez provocó que las baterías se sobrecalentaran al cargar y explotaran. Al menos una persona resultó herida en ese incidente. Se llama Nicholas Jones.

Explosión de teléfonos inteligentes 2016

En 2016, un estudiante de la Universidad Rowan llamado David Jarret sufrió quemaduras de primer, segundo y tercer grado después de que su teléfono inteligente explotara dentro de su bolsillo. Esa explosión se debió a un diseño defectuoso de los electrodos de la batería de iones de litio que se usa dentro del teléfono inteligente. Ese diseño provocó que la batería se sobrecaliente durante la descarga -cuando se está utilizando- lo que provocó que el litio del interior se incendiara provocando el incendio.

Explosión de la pluma de vape 2017

Kyle Malone, un residente de Rhode Island, ha sufrido lesiones extremas debido a la explosión de la batería de iones de litio que compró para su vaporizador mientras estaba sentado en su bolsillo. Las baterías explotaron mientras las cargaba a través de un banco de energía. A pesar de que el banco de energía es compatible con la batería, porque la batería estaba perforada. El pinchazo era tan pequeño que nadie lo había notado. Cuando la batería se estaba cargando, el oxígeno comenzó a ingresar a través del pequeño pinchazo, que reaccionó con el litio activo dentro de la batería. Eso provocó una chispa, que a cambio provocó que el litio se encendiera provocando así una explosión catastrófica que le provocó a Kyle su pierna.

Todos los anteriores son algunos ejemplos de algunos casos en los que una batería de iones de litio ha explotado. Hay diferentes razones que provocaron estas explosiones; sin embargo, son razones definidas como sobrecalentamiento, sobrecarga, batería perforada, etc.

Soluciones de explosión de batería de iones de litio

Hay algunos pasos que puede tomar para asegurarse de que su batería de iones de litio funcione bien y reducir al mínimo el riesgo de explosión. Estos pasos son:

· Cargue sus baterías a temperatura ambiente

El calor es lo peor que le puede pasar a una batería de iones de litio durante la carga. Eso significa que si su automóvil está caliente, no cargue su teléfono en él, en su lugar, espere a que se active la CA y luego comience a cargar la batería.

· Elija una batería de iones de litio de alta capacidad en lugar de llevar baterías de repuesto

Los ciclos de carga y descarga de una batería de iones de litio son básicamente una reacción química. Ya sea que esté usando la batería o no, se produce la reacción química. La diferencia es la velocidad a la que ocurre la reacción química. Es por eso que tener una batería de alta capacidad es mejor que tener dos de media a baja capacidad. Una batería de iones de litio de alta capacidad eventualmente tendrá una vida útil más larga que dos baterías de capacidad media a baja combinadas.

· Realizar descargas parciales y evitar las completas tanto como sea posible

Las baterías de iones de litio no tienen lo que llamamos memoria de carga. Lo que significa que no se requieren ciclos de descarga profundos. Según los expertos, es mejor permitir ciclos de descarga parcial en lugar de ciclos completos para preservar la vida útil de la batería de iones de litio.

Sin embargo, una vez al mes es mejor realizar una descarga completa. Deje que la batería Li-ion se descargue hasta el punto de corte y luego recárguela una vez más al 100%. A pesar de que la descarga parcial es beneficiosa, crea una condición llamada memoria digital. Esta condición disminuye la precisión del medidor de potencia del dispositivo. Hacer eso recalibrará el medidor de potencia.

· Evite recargar una batería de iones de litio completamente descargada

Cuando una batería de iones de litio está completamente descargada, lo que significa que la descarga es inferior a 2,5 voltios por celda. Hay un circuito de seguridad incorporado que abrirá y bloqueará la batería. Si enchufó su cargador convencional, la batería le parecerá muerta. Es por eso que si alguna vez te has encontrado con esta condición acude a un especialista para solucionar este problema. Cuando el Li-ion alcanza este estado, solo los analizadores de batería con función de refuerzo recargarán la batería.

Si la batería de iones de litio se almacenó en estado completamente descargada, no la recargue por razones de seguridad. En su lugar, vaya a su especialista local.

· Al almacenar una carga de batería de iones de litio al 40% y almacenar en un lugar seco

Una de las razones de la disminución de la vida útil de la batería almacenada es que la almacena completamente cargada. La mejor manera de almacenar una batería de iones de litio es cargarla aproximadamente al 40% y luego guardarla en un lugar fresco. Así que cargue o descargue su batería de iones de litio al 40%, envuélvala en una bolsa de aislamiento o tela y guárdela en su refrigerador (no en el congelador).

Posibilidades y desafíos de la batería de iones de litio

Las baterías de iones de litio cambiaron la forma en que vemos las fuentes de energía. Son limpios, fiables y proporcionan un alto contenido energético. Son fáciles de fabricar, baratas de producir y, lo que es más importante, las baterías de iones de litio son respetuosas con el medio ambiente.

Sin embargo, existen algunos desafíos que enfrenta la producción de baterías de iones de litio, algunos de estos desafíos son:

· El litio es un material muy reactivo especialmente cuando reacciona con el oxígeno.

· Debido al pequeño tamaño de las baterías de iones de litio, sus capas internas son delgadas, lo que a cambio hace que dañar la batería sea tan fácil.

· No hay suficiente material de Co a nivel mundial para satisfacer las demandas del mercado.

· La tasa de carga es relativamente lenta, especialmente para vehículos electrónicos.

· Solo el 50% de la batería se puede reciclar.

Todos estos desafíos, los científicos están trabajando para resolverlos. Hay algunas soluciones primitivas para algunos de ellos. Sin embargo, no existe una solución final concreta para todos ellos. La mayoría de los investigadores y las instalaciones de investigación son optimistas de que todos estos problemas se resolverán en un futuro próximo.