¿Por qué las baterías de litio se incendian o explotan? – BSLBATT

La seguridad de las baterías de litio ha atraído mucha atención mediática y legal. Cualquier dispositivo de almacenamiento de energía conlleva un riesgo, como se demostró en el siglo XIX con las explosiones de máquinas de vapor que causaron heridos. El transporte de gasolina altamente inflamable en automóviles fue un tema candente a principios del siglo XX. Las baterías, en general, conllevan un riesgo para la seguridad, y los fabricantes están obligados a cumplir con los requisitos de seguridad; se sabe que las empresas menos reputadas suelen tomar atajos, ¡y el comprador debe tener cuidado!

Las baterías de iones de litio son seguras, pero con millones de consumidores usándolas, es inevitable que se produzcan fallos. En 2006, una avería que se produjo una vez cada 200 000 unidades provocó la retirada del mercado de casi seis millones de baterías de iones de litio. Sony, fabricante de la batería en cuestión, señala que, en raras ocasiones, partículas metálicas microscópicas pueden entrar en contacto con otras partes de la batería, provocando un cortocircuito.

Baterías de iones de litio: un riesgo de incendio

Los daños físicos en las celdas de la batería, la contaminación del electrolito o la mala calidad del separador pueden provocar un incendio en las baterías de iones de litio.

Un incendio explosivo en una batería de iones de litio.

En junio de 2018, un cliente nuestro sufrió un incendio explosivo en una batería de iones de litio utilizada en una bicicleta eléctrica personalizada. El incendio en un vehículo eléctrico ocurrió cuando el dueño de la bicicleta estaba a punto de mostrar la batería a su familia, ¡y esta se incendió repentinamente sobre la mesa de la cocina! La batería no estaba conectada ni al cargador ni a la bicicleta.

El feroz incendio, que nuestro cliente describió como si fueran fuegos artificiales, no pudo ser extinguido y se propagó al interior y a la estructura del edificio, causando la pérdida casi total del mismo.

Nuestros investigadores han realizado estudios técnicos de la batería dañada y sus celdas. La causa probable del incendio es un daño físico en la batería, que provocó un sobrecalentamiento. La presión acumulada se liberó a través de grietas en la primera celda afectada, lo que provocó un sobrecalentamiento en algunas de las demás celdas.

La causa principal del incendio

El investigador principal Helge Weydal, del Instituto Noruego de Investigación para la Defensa (FFI), explicó los peligros de las baterías de iones de litio en un artículo publicado en la revista Risk Consulting número 2/2017. Los incendios pueden ser causados ​​por daños físicos en las celdas de la batería, como el que sufrió nuestro cliente, o también por la contaminación del electrolito o la mala calidad del separador.

Innumerables cantidades de dispositivos

La cantidad de dispositivos que utilizan baterías de iones de litio en hogares y empresas de todo el mundo es enorme. Estamos rodeados de miles de millones de dispositivos: teléfonos móviles, ordenadores portátiles, radios, cámaras, linternas, etc. Equipos que consumen aún más energía, como cortacéspedes, otras herramientas eléctricas e incluso quitanieves rotativas en los países nórdicos, también forman parte de los hogares.

Los coches eléctricos están irrumpiendo con fuerza en diversos mercados internacionales. Se están desarrollando autobuses, barcos, transbordadores, camiones de gran tonelaje e incluso aviones con fines comerciales, todos ellos utilizando tecnología de iones de litio como fuente de energía. Los grandes bancos de baterías de iones de litio se emplean para el almacenamiento de energía, optimizando así la tecnología de energía solar.

Qué hacer cuando una batería se sobrecalienta o se incendia.

Si una batería de iones de litio se sobrecalienta, emite un silbido o se hincha, aleje inmediatamente el dispositivo de materiales inflamables y colóquelo sobre una superficie no combustible. Si es posible, retire la batería y déjela al aire libre para que se queme. Simplemente desconectar la batería de la corriente eléctrica podría no detener el proceso destructivo.

Un pequeño incendio de iones de litio se puede controlar como cualquier otro incendio de materiales combustibles. Para obtener mejores resultados, utilice un extintor de espuma, CO2, polvo químico seco ABC, grafito en polvo, polvo de cobre o carbonato de sodio. Si el incendio se produce en la cabina de un avión, la FAA recomienda a los auxiliares de vuelo usar agua o refresco. Los productos a base de agua son los más fáciles de conseguir y resultan adecuados, ya que los iones de litio contienen muy poco litio metálico que reaccione con el agua. El agua también enfría la zona circundante y evita que el fuego se propague. Los laboratorios de investigación y las fábricas también utilizan agua para extinguir incendios de baterías de iones de litio.

La tripulación no puede acceder a las zonas de carga de un avión de pasajeros durante el vuelo. Para garantizar la seguridad en caso de incendio, los aviones cuentan con sistemas de extinción de incendios. El halón es un agente extintor común, pero podría no ser suficiente para apagar un incendio de baterías de iones de litio en la bodega de carga. Las pruebas de la FAA demostraron que el gas halón, utilizado como agente extintor, no puede apagar un incendio de baterías que se combine con otros materiales altamente inflamables, como el gas de un aerosol o los cosméticos que suelen llevar los viajeros. Sin embargo, el sistema evita que el fuego se propague a materiales inflamables adyacentes, como cartón o ropa.

Con el creciente uso de baterías de iones de litio, se han desarrollado métodos mejorados para extinguir incendios de litio. El agente extintor de dispersión acuosa de vermiculita (AVD) dispersa vermiculita exfoliada químicamente en forma de niebla, lo que ofrece ventajas sobre los productos existentes. Los extintores AVD están disponibles en lata de aerosol de 400 ml para incendios pequeños; en bidón AVD para almacenes y fábricas; en un sistema de carro AVD de 50 litros para incendios de mayor envergadura, y en un sistema modular que se puede transportar en una camioneta.

Un incendio importante de baterías de iones de litio, como el de un vehículo eléctrico, puede requerir extinción mediante combustión controlada. Se puede usar agua con cobre, pero este material puede no estar disponible y resulta costoso para los bomberos. Cada vez más, los expertos recomiendan usar agua incluso en incendios de grandes baterías de iones de litio. El agua reduce la temperatura de combustión, pero no se recomienda para incendios de baterías que contengan litio metálico.

En caso de incendio de una batería de litio-metal, utilice únicamente un extintor de clase D. El litio-metal contiene una gran cantidad de litio que reacciona con el agua y agrava el fuego. A medida que aumenta el número de vehículos eléctricos, también deben mejorarse los métodos para extinguir este tipo de incendios.

Pautas sencillas para el usoBaterías de iones de litio

Una batería de iones de litio defectuosa comienza a silbar, a abultarse y a tener fugas de electrolito.

El electrolito consiste en una sal de litio disuelta en un disolvente orgánico (hexafluorofosfato de litio) y es altamente inflamable. El electrolito en combustión puede prender fuego a materiales combustibles cercanos.

Apague el fuego de baterías de iones de litio con agua o utilice un extintor convencional. Utilice únicamente un extintor de clase D para incendios de litio metálico debido a la reacción del agua con el litio. (Las baterías de iones de litio contienen poco litio metálico que reacciona con el agua).

Si no se dispone de un extintor de clase D, apague el fuego de litio metálico con agua para evitar que se propague.

Para obtener los mejores resultados al extinguir un incendio de iones de litio, utilice un extintor de espuma, CO2, polvo químico seco ABC, grafito en polvo, polvo de cobre o sosa (carbonato de sodio), como lo haría con otros incendios combustibles. Reserve la clase

Extintores únicamente para incendios de litio metálico.

Si no se puede extinguir el fuego de una batería de iones de litio en combustión, deje que la batería se queme de forma controlada y segura.

Ten en cuenta la propagación celular, ya que cada célula puede consumirse a su propio ritmo cuando está caliente. Si la batería parece estar agotada, déjala al aire libre durante un tiempo.