Para prevenir el desbordamiento térmico de las baterías de litio es necesario conocer sus causas

Una de las principales precauciones que hay que observar con las baterías de ion-litio es que no alcancen el llamado desbordamiento térmico (“Thermal Runaway”)
Se define el desbordamiento térmico o “Thermal Runaway” en las baterías de ion-litio como un rápido aumento de la temperatura, la generación de gases y, en algunos casos, una explosión o un incendio. Esta situación se produce cuando la batería alcanza una temperatura determinada, la cual es distinta en función de la química del litio que se trate. Para prevenir el desbordamiento térmico de las baterías de litio es necesario conocer sus causas.

El desbordamiento térmico de las baterías de iones de litio se produce cuando la temperatura interna de la batería aumenta hasta un punto que no puede controlarse.

He aquí algunos factores y causas clave del desbordamiento térmico en las baterías de iones de litio:

1. Sobrecalentamiento: El sobrecalentamiento puede deberse a varios factores, como la sobrecarga, la sobredescarga o el calor externo excesivo. Cuando la temperatura de la batería supera un determinado umbral, puede iniciarse el desbordamiento térmico.
2. Daños físicos: Los daños físicos en la batería, como pinchazos, deformaciones o cortocircuitos, pueden provocar la liberación de energía e iniciar el desbocamiento térmico.
3. Cortocircuitos internos: Pueden producirse cortocircuitos internos debido a daños en el separador o los electrodos. Estos cortocircuitos pueden causar una rápida acumulación de calor y presión dentro de la batería.
4. Sobretensión y sobrecorriente: Las condiciones de sobretensión y sobreintensidad pueden provocar un bombeo excesivo de energía a la batería, lo que provoca un aumento de la temperatura.
5. Calentamiento externo: La exposición a altas temperaturas, llamas o fuentes de calor externas también puede desencadenar un desbordamiento térmico.

Para prevenir y mitigar los riesgos asociados al desbordamiento térmico en las baterías de iones de litio, se emplean diversas medidas y tecnologías de seguridad:

• Sistemas de gestión de la batería (BMS): Los BMS supervisan y controlan el estado de la batería, incluidos el voltaje, la temperatura y la corriente, para evitar la sobrecarga, la sobredescarga y otras condiciones peligrosas.
• Protección térmica: Algunas baterías incluyen mecanismos de protección térmica incorporados, que pueden ayudar a disipar el exceso de calor y evitar el desbordamiento térmico.
• Diseño de la célula de la batería: Los fabricantes de baterías diseñan las celdas con características de seguridad, incluyendo separadores y materiales que son menos propensos a sobrecalentarse o incendiarse.
• Carcasas resistentes al fuego: En algunas aplicaciones, las baterías de iones de litio se colocan dentro de carcasas resistentes al fuego para contener cualquier posible incendio o explosión.
• Materiales avanzados: Se está investigando en el desarrollo de materiales avanzados más resistentes al desbordamiento térmico y en el diseño de productos químicos más seguros para las baterías.

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La figura 1 muestra el comportamiento de desbordamiento térmico de las distintas baterías de iones de litio.

Es importante señalar que, aunque las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente en muchos dispositivos y aplicaciones, como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles, vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía, el riesgo de desbordamiento térmico puede controlarse mediante prácticas adecuadas de diseño, fabricación y uso. Seguir las directrices de seguridad y utilizar baterías de buena reputación puede ayudar a reducir la probabilidad de que se produzcan incidentes de desbordamiento térmico.

Para más información (en inglés) sobre este fenómeno:
https://www.batterydesign.net/battery-thermal-runaway/

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