¿Por qué explotan las baterías de iones de litio?

Si bien las baterías de iones de litio son, en general, increíblemente seguras, muy, muy raramente se incendian o explotan. Cuando eso sucede, como con el fiasco del Samsung Galaxy Note 7 o el de HP recuperación de portátiles más nuevos, esta es siempre una gran noticia. Entonces, ¿qué sucede y por qué las baterías a veces chocan con un choque? 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 demás dispositivos modernos que posee, así como automóviles eléctricos y aviones, son responsables de la revolución de los dispositivos portátiles. Sin las baterías de iones de litio, no podría escribir este artículo sentado en un café; en su lugar, necesitaría 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 con carga positiva y el ánodo con carga negativa, separados por una delgada lámina de plástico «microperferido» que evita que los dos electrodos se toquen entre sí. Cuando carga una batería de iones de litio, los iones de litio son empujados por la electricidad desde el cátodo, a través de microperfecciones en el separador y un fluido eléctricamente conductor, y hasta el ánodo. Cuando la batería se descarga, ocurre lo contrario con los iones de litio que fluyen del ánodo al cátodo. Es la reacción que impulsa su computadora portátil.

Las baterías pequeñas, como las que se encuentran en los teléfonos inteligentes, generalmente solo tienen una 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 automóviles y aviones eléctricos pueden contener cientos de células.

¿Qué hace que una batería de iones de litio explote?

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 transmite como un goteo, alimenta su teléfono todo el día. Cuando se suelta repentinamente, 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 se rompe y permite que el ánodo y el cátodo se toquen entre sí. Y una vez que estos dos se juntan, la batería comienza a sobrecalentarse.

Hay varias razones por las que el divisor puede fallar:

  • Mal diseño o mano de obra: La batería está mal diseñada, como con el Galaxy Note 7. En este caso, no había suficiente espacio para los electrodos y el separador en la batería. En algunos modelos, cuando la batería se expandió ligeramente durante la carga, los electrodos se doblaron y provocaron un cortocircuito. Incluso una batería bien diseñada puede fallar si el control de calidad no es lo suficientemente estricto o si hay un defecto de fabricación.
  • Factores externos: Es casi seguro que el calor extremo provocará fallas. Se sabe que las baterías dejadas demasiado cerca de una fuente de calor o atrapadas en un incendio explotan. Otro factor externo también puede hacer que falle una batería de iones de litio. Si deja caer su teléfono con demasiada fuerza (o con demasiada frecuencia), corre el riesgo de dañar el divisor y hacer que los electrodos se toquen. Si perfora la batería (por accidente o intencionalmente), es casi seguro que provocará un cortocircuito.
  • Problemas con el cargador: Un cargador mal fabricado o mal aislado también puede dañar una batería de iones de litio. Si el cargador funciona o genera calor cerca de la batería, puede causar suficiente daño como para provocar una falla. Es por eso que le recomendamos que solo use cargadores oficiales (o al menos, cargadores de 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 forma de sobrecalentar una batería.
  • Fugas térmicas y celdas múltiples: Si bien esto no se aplica a 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 celda debe fallar para que falle toda la batería. Una vez que una celda se sobrecalienta, se obtiene un efecto dominó llamado «fuga térmica». Para las baterías con cientos de celdas, como las del Tesla Model S, la fuga térmica puede ser un problema muy grande.

Si bien examinar por qué falla la batería a veces da un panorama aterrador, las baterías de iones de litio son una tecnología segura y madura. El hecho de que siempre es una novedad cuando una batería explota inesperadamente muestra lo poco común que son estos grandes fallos. Los fabricantes de baterías implementan muchas protecciones para evitar fallas de la batería, o al menos mitigar el daño que puede causar una falla.

Autor de la foto: wk1003mike/Shutterstock.com.

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