Un problema grave con las baterías de iones de litio es el peligro de explosión en situaciones críticas. En este sentido, es interesante entender por qué sucede esto y qué efectos van acompañados. También es importante comprender qué se debe hacer para reducir el riesgo de incendio de un dispositivo equipado con dicha batería (foto a continuación).
La esencia del problema
Será más fácil entender por qué ha ocurrido un incendio si se conoce el diseño de la batería. Comencemos con el hecho de que las baterías de iones de litio contienen un ánodo y un cátodo con un deflector separador poroso. Los metales del grupo de transición con iones de litio incrustados se utilizan generalmente como cátodo. La función del ánodo la realiza el grafito.
Los electrolitos para baterías de esta clase se fabrican a base de sales de litio en solución. Cuando una batería se carga por primera vez durante la producción, se forma una capa de iones libres (SEI) en el ánodo. La barrera química que forman protege los electrodos de la batería del contacto peligroso con el electrolito.
En la mayoría de las situaciones conocidas, la combustión espontánea se produce debido a un cortocircuito accidental en la celda de la batería.
El motivo de su aparición puede ser:
- Es posible la deformación mecánica después de dejar caer el teléfono al suelo o golpear una superficie dura.
- Defectos de fabricación.
- Crecimiento de dendritas.
Este último fenómeno está asociado con procesos de descarga o carga rápidos, por lo que los iones de litio simplemente no tienen tiempo para integrarse en los cristales del ánodo de grafito. Como resultado, crecen a un tamaño que conduce al fallo del separador.
Características de la combustión espontánea.
Un cortocircuito dentro de la batería provoca el calentamiento de sus componentes, y al alcanzar los 70-90 grados, la barrera de iones se destruye en la región del ánodo. Debido a esto, el litio integrado comienza a entrar en contacto con el electrolito, lo que provoca la liberación de gases del grupo de los hidrocarburos (metano y similares). En presencia de una mezcla explosiva, permanece con el componente principal requerido para la ignición: el oxígeno.
La mezcla resultante comienza a hervir dentro de una carcasa bien cerrada, lo que inevitablemente conduce a un salto de temperatura y presión en ella. Cuando la composición alcanza un estado crítico (más 180-200 grados), las partículas del cátodo comienzan a soportar la reacción con abundante desprendimiento de oxígeno. Fue entonces cuando se produce una explosión, acompañada de un repentino aumento de temperatura (hasta 300-600 grados) y abundante liberación de calor.
Cómo protegerse de un proceso explosivo
Los fabricantes de baterías proporcionan varios niveles de protección contra un efecto desagradable según el principio: cuanto más potente es el modelo, más niveles son. Uno de ellos incluye un separador, que crea una barrera infranqueable para el desarrollo de dendritas en la sección de la batería en un brusco salto de temperatura. Pero si ocurre un proceso similar a una avalancha, entonces el separador no tiene tiempo para "trabajar"; se derrite instantáneamente.
También tienen válvulas y fusibles especiales para proteger las baterías. El usuario podrá evitar los efectos desagradables descritos si maneja su dispositivo con cuidado (no lo deje caer y cárguelo correctamente).