Qué lleva a las baterías de litio a explotar: un esporádico problema con el que habrá que convivir unos años más

Desde 2016, las baterías de iones de litio están prohibidas en las bodegas de los aviones. Esta medida se basaba en una evidencia defendida por múltiples estudios: las baterías pueden ser un peligro por su tendencia a sobrecalentarse y provocar incendios, pudiendo llegar a generar pequeñas explosiones por los vapores desprendidos.

Pero esta prohibición está lejos de evitar el problema. Según datos de la Administración Federal de Aviación, el número de incendios relacionados con baterías de iones de litio ha aumentado un 42% en los últimos cinco años en Estados Unidos y de media, hay un incidente a bordo una vez por semana. Lógicamente tiene mucho que ver el hecho de que cada vez sean más comunes, pero también es una cifra suficiente elevada como para que el debate sobre su seguridad está encima de la mesa.

Por qué se producen las explosiones de baterías

¿A qué se debe que estas baterías puedan llegar a explotar? El problema suele iniciarse cuando reciben un daño, sea superficial o interno. Comienzan a calentarse y se produce un fenómeno que se denomina como “fuga térmica”. Estamos ante un sobrecalentamiento debido a un proceso de producción de calor que se autorrefuerza, lo que acaba provocando la explosión por sobrepresión.

De manera resumida, las baterías de iones de litio almacenan energía y la liberan a través de reacciones electroquímicas. Tenemos un cátodo y un ánodo junto a un electrolito líquido y un separador. Este último es uno de los componentes clave para que no haya cortocircuitos. Sin embargo, en ocasiones se daña por una partícula extraña o un daño mecánico y no aísla correctamente el ánodo del cátodo. Es entonces cuando se produce el calentamiento.

Al aumentar la temperatura por estos cortocircuitos es cuando puede producirse la fuga térmica. Es cuando las temperaturas cada vez más altas provocan que haya reacciones exotérmicas adicionales. El sistema químico se sobrecalienta y se empiezan a formar burbujas de oxígeno, CO2 y otros gases. Un pez que se muerde la cola que acaba derivando en la explosión de la batería.

En estos momentos es cuando crecen las dendritas, pequeño filamentos metálicos que se sitúan sobre los electrodos como si fueran tentáculos.

Qué aumenta el riesgo

¿Qué puede provocar en primera instancia esos cortocircuitos? Hay muchas y variadas opciones. Por ejemplo un golpe mecánico, como una caída de gran altura. Esto provoca que la batería se deforme y entre material en una zona de la batería que no toca, provocando el cortocircuito interno. También pueden provocarse mediante sobrecargas.

Como puede anticiparse, en el caso de las baterías de peor calidad o defectuosas la probabilidad de que ocurran estos cortocircuitos es mayor. La mayoría de fabricantes incorporan membranas para reducir la presión, acumuladores y membranas para disipar el calor de forma efectiva. Sin embargo, estos sistemas son de prevención y de retraso, pero no evitan por completo la probabilidad de que se produzca la fuga térmica. Un proceso que una vez iniciado, ya no se puede detener.

El litio es un elemento que puede almacenar una gran cantidad de energía. Por otro lado, también implica que es muy reactivo.

Desde el punto de vista estadístico, solo un porcentaje ínfimo de las baterías llegan a explotar. En los últimos años, principalmente en el sector de las baterías para coches eléctricos, los fabricantes de baterías han apostado por añadir níquel y su conductividad para aumentar la seguridad de estas baterías.

Dónde está la solución

Las recomendaciones con las baterías es intentar que se encuentren en el estado más estable posible. Es decir, evitar sobretensiones, colocarlas en sitios muy expuestos al calor o darles demasiados golpes. En el caso de los móviles, si la batería está hinchada puede ser indicativo de que los sistemas internos pueden estar dañados.

Para evitar accidentes, algunas prácticas recomendables son no cargar el móvil sobre una superficie que pueda prender con facilidad (como la cama) y prestar atención a posibles comportamientos anómalos. Sobre el debate de dejar el móvil cargando toda la noche, a priori no es relevante ya que los dispositivos modernos están preparados para la entrada continua de corriente durante horas. En este sentido, el uso de cargadores compatibles y oficiales, que transmitan de forma correcta la energía al dispositivo, sí es más importante.

Desde el incidente con los Galaxy Note 7, que enseñó a la industria una poderosa lección, el análisis y la certificación de seguridad de las baterías es un aspecto que se analiza con atención.

Con la expansión de los patinetes eléctricos el asunto de las baterías está teniendo más repercusión. Estas baterías pueden llegar a ser hasta 50 veces más grandes que en un smartphone, por lo que cuando hay un incendio es mucho más peligroso.

Aunque los fabricantes de baterías ya tienen algunas soluciones como las de sodio o las baterías de estado sólido, lo cierto es que su distribución todavía es anecdótica. Faltan al menos unos cuantos años para que la alternativa a las baterías de iones de litio se consoliden. Hasta entonces, el eventual problema de las explosiones de las baterías deberá seguir teniéndose presente.

Imagen | Walter Ezell

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Qué lleva a las baterías de litio a explotar: un esporádico problema con el que habrá que convivir unos años más

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por
Enrique Pérez

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