¿Por qué explotan las baterías de ión litio?
Si bien 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 más reciente retiro de computadoras portátiles de HP, siempre es una gran noticia. Entonces, ¿qué está pasando y por qué las baterías a veces salen con un golpe? Vamos a averiguar.
Las baterías recargables de iones de litio, el tipo de batería que se encuentra dentro de su computadora portátil, teléfono, tableta y casi todos los dispositivos modernos que posee, así como los automóviles y aviones eléctricos, son responsables de la revolución de los dispositivos portátiles. Sin las baterías de iones de litio, no podría escribir este artículo sentado en una cafetería; en su lugar, tendría que estar conectado a una fuente de alimentación todo el tiempo.
¿Qué hay dentro de una batería de iones de litio??
Para comprender por qué las baterías de iones de litio a veces fallan, debe saber qué sucede debajo del capó. Dentro de cada batería de iones de litio, hay dos electrodos, el cátodo cargado positivamente y el ánodo cargado negativamente, separados por una lámina delgada de plástico "microperferido" que evita que los dos electrodos se toquen. Cuando se carga una batería de iones de litio, los iones de litio son empujados por la electricidad del cátodo, a través de las microperferencias en el separador y un fluido eléctricamente conductor, y hacia el ánodo. Cuando la batería se descarga, ocurre lo contrario con los iones de litio que fluyen desde el ánodo hacia el cátodo. Esta es la reacción que alimenta tu 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 coches eléctricos y aviones pueden tener cientos de celdas..
Lo que hace explotar una batería de ión 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 goteo, alimenta tu teléfono todo el día. Cuando se lanza todo 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 de baterías de iones de litio y las explosiones 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 los dos se juntan, la batería comienza a sobrecalentarse.
Hay una serie de razones por las que el separador puede fallar:
- Mal diseño o defectos de fabricación: La batería está mal diseñada, como en el Galaxy Note 7. En ese caso, no había suficiente espacio para los electrodos y el separador en la batería. En algunos modelos, cuando la batería se expandió un poco a medida que se cargaba, los electrodos se doblaron y causaron 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: El calor extremo está casi garantizado para causar una falla. Se sabe que las baterías que se dejan demasiado cerca de una fuente de calor, o que están atrapadas en un incendio, explotan. Otro factor externo también puede hacer que una batería de iones de litio falle. Si deja caer el teléfono con demasiada fuerza (o muchas veces), existe la posibilidad de que dañe el separador y haga que los electrodos se toquen. Si perfora la batería (ya sea por accidente o deliberadamente), es casi seguro que provocará un cortocircuito..
- Problemas con el cargador: Un cargador mal hecho o mal aislado también puede dañar una batería de iones de litio. Si el cargador produce un cortocircuito o genera calor cerca de la batería, puede causar suficiente daño como para causar un fallo. Es por eso que recomendamos usar solo cargadores oficiales (o al menos, terceros de alta calidad de marcas reconocidas). Las baterías de iones de litio tienen protecciones integradas para evitar que se sobrecarguen. Aunque es muy raro, si estas precauciones de seguridad fallan, la sobrecarga es una buena manera de sobrecalentar una batería..
- Fuga térmica y celdas múltiples: Si bien no es relevante para las baterías de una sola celda como las que se encuentran en la mayoría de los teléfonos inteligentes (el iPhone X en realidad tiene dos celdas), solo una batería de la batería debe fallar para que funcione toda la batería. Una vez que una celda se sobrecalienta, se obtiene un efecto dominó llamado "escape térmico". Para las baterías con cientos de celdas, como las del Tesla Model S, el escape térmico tiene el potencial de ser un problema realmente grande.
A pesar de que examinar por qué las baterías fallan a veces produce una imagen aterradora, las baterías de iones de litio son una tecnología segura y madura. El hecho de que siempre es noticia cuando una batería explota inesperadamente muestra cuán raro es un evento en el que se producen esos grandes fracasos. Los fabricantes de baterías implementan muchas medidas de seguridad para evitar que las baterías fallen, o al menos mitiguen el daño que puede causar una falla..
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