¿Por qué explotan las baterías de iones de litio?

Mientras que las baterías de iones de litio son, en general, increíblemente seguras, muy ocasionalmente se incendian o explotan. Cuando sucede, como con el Samsung Galaxy Note 7 fiasco o el retiro más reciente de la laptop de HP, siempre es una gran noticia. Entonces, ¿qué está pasando y por qué las baterías a veces salen con un estallido? Vamos a averiguar.

Las baterías recargables de iones de litio( el tipo de batería que está dentro de su computadora portátil, teléfono, tableta y casi todos los demás dispositivos modernos que usted posee, así como los automóviles y aviones eléctricos) son responsables de la revolución de los dispositivos portátiles. Sin baterías de iones de litio, no podría escribir este artículo sentado en una cafetería;en cambio, tendría que estar enchufado a una fuente de alimentación todo el tiempo.

¿Qué hay dentro de una batería de iones de litio?

Para entender por qué las baterías de iones de litio a veces fallan, necesita saber qué está sucediendo debajo del capó.Dentro de cada batería de iones de litio, hay dos electrodos: el cátodo con carga positiva y el ánodo con carga negativa, separados por una delgada lámina de plástico "microperfeccionado" que evita que los dos electrodos se toquen. Cuando carga una batería de iones de litio, los iones de litio son empujados por la electricidad del cátodo, a través de las microperfecciones en el separador y un fluido eléctricamente conductor, y al ánodo. Cuando la batería se descarga, sucede lo contrario con los iones de litio que fluyen del ánodo hacia el cátodo. Esta es la reacción que impulsa su computadora portátil.

Las baterías pequeñas, como las que se encuentran en los teléfonos inteligentes, generalmente tienen una sola celda de iones de litio. Las baterías más grandes, como las de las computadoras portátiles, normalmente tienen entre 6 y 12 celdas de iones de litio. Las baterías de los automóviles y aviones eléctricos pueden tener cientos de células.

¿Qué hace explotar una batería de iones de litio?

Lo que hace que las baterías de iones de litio sean tan útiles es lo que también les da la capacidad de incendiarse o explotar. El litio es realmente bueno para almacenar energía. Cuando se lanza como un chorrito, alimenta su teléfono todo el día. Cuando se lanza de una vez, la batería puede explotar.

Esta batería de iones de litio de un Boeing 787 de Japan Airlines se incendió en 2013.

La mayoría de los incendios y explosiones de baterías de iones de litio se reducen a un problema de cortocircuito. Esto sucede cuando el separador de plástico falla y deja que el ánodo y el cátodo se toquen. Y una vez que esos dos se juntan, la batería comienza a sobrecalentarse.

Hay varias razones por las que el separador puede fallar:

• Defectos de diseño o fabricación incorrectos: La batería está mal diseñada, como con el Galaxy Note 7. En ese caso, no había suficiente espacio para los electrodos y el separador enla batería. En algunos modelos, cuando la batería se expandía un poco a medida que cargaba, los electrodos se doblaban y causaban un cortocircuito. Incluso una batería bien diseñada puede fallar si el control de calidad no se mantiene lo suficientemente ajustado o si hay algún defecto en la fabricación.
• Factores Externos: Casi se garantiza que el calor extremo causará una falla. Se sabe que las baterías que se quedaron demasiado cerca de una fuente de calor o atrapadas en un incendio explotaron. Otro factor externo puede causar que una batería de iones de litio también falle. Si deja caer su teléfono demasiado fuerte( o muchas veces), existe la posibilidad de que dañe el separador y haga que los electrodos se toquen. Si perfora la batería( accidentalmente o deliberadamente), es casi seguro que provocará un cortocircuito.

• Problemas con el cargador: Un cargador mal hecho o poco aislado también puede dañar una batería de iones de litio. Si el cargador se corta o genera calor cerca de la batería, puede causar daños suficientes como para causar fallas. Es por eso que recomendamos usar solo cargadores oficiales( o al menos, terceros de alta calidad de marcas acreditadas).Las baterías de iones de litio tienen protecciones incorporadas para evitar que se sobrecarguen. Aunque es muy raro, si estas precauciones de seguridad fallan, la sobrecarga es una buena forma de sobrecalentar una batería.
• Thermal Funaway y Multiple Cells: Aunque no es relevante para las baterías de celda única como las que se encuentran en la mayoría de los teléfonos inteligentes( el iPhone X en realidad tiene dos celdas), solo una batería debe fallar para que funcione toda la batería. Una vez que una celda se sobrecalienta, obtienes un efecto dominó llamado "fuga térmica". Para las baterías con cientos de celdas, como las del Modelo S de Tesla, la fuga térmica tiene el potencial de ser un gran problema.

Aunque examinar por qué la batería a veces falla pinta una imagen aterradora, las baterías de iones de litio son una tecnología segura y madura. El hecho de que siempre haya novedades cuando una batería explota inesperadamente muestra cuán raro es un evento de esos grandes fallos. Los fabricantes de baterías ponen muchas protecciones en su lugar para evitar fallas en las baterías, o al menos mitigar el daño que una falla puede causar.

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