Las baterías de litio de alta densidad contienen enormes cantidades de energía y, cuando se dejan caer, pueden hacerlo de una manera destructiva absolutamente espectacular. Por eso, los investigadores han incorporado capacidades de extinción de incendios directamente en las propias células.
La batería de litio ha supuesto un enorme avance para la humanidad. Los teléfonos inteligentes, los drones multirrotor, los coches eléctricos de larga distancia, las bicicletas eléctricas, los ordenadores portátiles que funcionan todo el día, los monociclos eléctricos y los monopatines: todos se los debemos al litio.
No entran en un descontrol térmico y se sueltan con frecuencia, especialmente si están bien construidos según estándares estrictos y se los cuida adecuadamente. Pero ahora hay tantas en nuestros hogares y negocios, garajes, mochilas y vehículos (y tantas celdas baratas que no cumplen con los estándares) que los incendios de baterías de litio son ahora una realidad, con más de 200 incidentes registrados en Solo la ciudad de Nueva York en 2022. Y seguro que no querrás estar presente cuando suceda.
«Incendios» puede que ni siquiera sea un lenguaje lo suficientemente fuerte; incluso uno pequeño puede explotar con fuerza suficiente para volar las ventanas de una habitación. Pueden convertirse en lanzallamas que escupen metal fundido y prenden fuego a edificios y vehículos cercanos. Pueden ser muy difíciles de reprimir una vez que empiezan a funcionar. Este video del Departamento de Bomberos de Nueva York presenta el caso de manera bastante poderosa, completo con algunos buenos consejos, como, por el amor de Dios, no cargues una bicicleta eléctrica en un pasillo si es la única salida de tu casa.
Los peligros de las baterías de iones de litio a la vista
Manipule las baterías de alta densidad con cuidado; basta de charla. Pero investigadores de la Universidad de Clemson y la Universidad de Hunan dicen que han logrado un gran avance en una solución.
El equipo ha creado un nuevo tipo de batería de litio recargable reemplazando el típico líquido electrolítico altamente combustible con… bueno, más o menos lo que normalmente encontrarías en un extintor de incendios. En lugar de utilizar disolventes orgánicos inflamables normales para el electrolito de la batería, los investigadores utilizaron una versión modificada de Novec 7300 de 3M Fluido caloportador no inflamable.
«Un electrolito», escribe uno de los investigadores en un artículo para La conversación«permite que los iones de litio que transportan una carga eléctrica se muevan a través de un separador entre los terminales positivo y negativo de una batería de iones de litio. Al modificar refrigerantes comerciales asequibles para que funcionen como electrolitos de batería, pudimos producir una batería que apaga su propio fuego.»
El electrolito autoextinguible funcionó bien tanto en baterías de iones de litio como de potasio, negándose a incendiarse incluso cuando se les clavaban clavos. El equipo no proporcionó videos de estas pruebas, pero así es como se ve cuando una batería no pasa la prueba de penetración de clavos. Así que imagínense el video a continuación, excepto que no pasa nada.
Prueba de penetración de clavos de fase uno: avería de la batería | La seguridad eléctrica es lo primero
La solución extintora de incendios también funcionó bien como electrolito, funcionando bien entre -100 y 175 °F (-75 y 80 °C), manejando el calor y el frío extremos significativamente mejor que los electrolitos convencionales y, en algunos casos, reteniendo la capacidad de la batería durante un número considerablemente mayor de ciclos de carga.
¿Y la mejor noticia? Parece que debería ser muy fácil implementarlo a escala comercial.
«Dado que nuestro electrolito alternativo tiene propiedades físicas similares a los electrolitos utilizados actualmente», escriben los investigadores, «puede integrarse fácilmente con las líneas de producción de baterías actuales. Si la industria lo adopta, esperamos que las empresas puedan fabricar baterías no inflamables utilizando sus instalaciones existentes de baterías de iones de litio».
¡Muy buen trabajo!
La investigación ha sido publicada en la revista Sostenibilidad de la naturaleza.
Fuente: La conversación