Razones de los Incendios de Baterías de Iones de Litio en Vehículos Eléctricos
Con la proliferación de vehículos eléctricos, en los últimos años ha habido varios incidentes de explosiones de baterías de vehículos eléctricos.
Según datos oficiales, la mayoría de estos incidentes ocurren durante el proceso de carga, mientras que una parte más pequeña se debe a la combustión espontánea que conduce a explosiones, siendo los incendios de baterías de litio la causa más común entre todos los incidentes.
Sin embargo, considerando la madurez de la tecnología de las baterías de litio, ¿por qué es más propensa a incendiarse cuando se utiliza en automóviles eléctricos? Exploraremos las razones detrás de los incendios de baterías de litio.
Razones de los incendios de baterías de litio de vehículos eléctricos
La causa fundamental de la ignición de las baterías de litio es la incapacidad para disipar el calor dentro de la batería según lo previsto, lo que provoca la ignición después de alcanzar el punto de ignición de los materiales de combustión interna y externa.
Las principales razones de esto son los cortocircuitos externos, las altas temperaturas externas y los cortocircuitos internos.
1. Cortocircuito Interno
Actualmente, existen dos causas principales de cortocircuitos internos en las baterías: factores mecánicos y electroquímicos.
(1) En casos de manejo inadecuado desde un punto de vista mecánico, el escenario más común es cuando la batería sufre compresión o perforación, lo que conduce a daños físicos.
Esto puede provocar la perforación del separador de la batería, creando una conexión directa entre las placas de electrodo positivo y negativo, generando un cortocircuito interno y la liberación de una cantidad significativa de calor.
(2) El mal uso de la batería, como la sobrecarga, la sobredescarga que lleva a la formación de dendritas y la presencia de impurezas o polvo en el proceso de producción de la batería, puede desencadenar la inestabilidad electroquímica.
Estos factores empeoran la formación de perforaciones en el separador, lo que conduce a microcortocircuitos.
La liberación de energía eléctrica aumenta la temperatura, y el aumento de la temperatura desencadena reacciones químicas en los materiales, lo que amplía aún más la ruta del cortocircuito, lo que resulta en una corriente de cortocircuito más grande.
Esta destrucción acumulativa y reforzadora conduce a la descontrolada elevación de temperatura.
2. Cortocircuito Externo Tomando
Los automóviles eléctricos como ejemplo, la probabilidad de que ocurran eventos peligrosos durante la operación real del vehículo es muy baja por dos razones:
- El sistema completo del vehículo está equipado con fusiblesy un Sistema de Gestión de Batería (BMS).
- La batería puede soportar impactos de corriente alta de corta duración.
En casos extremos, el punto de cortocircuito externo evade el fusible del vehículo y, al mismo tiempo, el BMS falla.
Un cortocircuito externo de duración relativamente larga generalmente resulta en la quema de puntos débiles en el circuito, rara vez causando que la batería experimente un evento de descontrol térmico.
Hoy en día, muchas empresas de PACK (paquete de baterías) adoptan la práctica de agregar fusibles en el circuito, lo que es más efectivo para prevenir los daños causados por cortocircuitos externos.
3. Alta Temperatura Externa
Debido a las características de la estructura de las baterías de litio, a altas temperaturas se producirán reacciones de descomposición en la película SEI, el electrolito, el EC, entre otros.
Además, los productos de descomposición del electrolito reaccionarán con los electrodos positivos y negativos, lo que hará que el separador de la batería se funda y descomponga, generando una cantidad significativa de calor.
La fusión del separador conduce a un cortocircuito interno, y la liberación de energía eléctrica aumenta la producción de calor.
Este efecto destructivo acumulativo y mutuamente reforzante resulta en la ruptura de la membrana a prueba de explosiones de la batería, la expulsión del electrolito y la combustión que lleva a un incendio.
¿Por qué las baterías de litio tienden a incendiarse en los vehículos eléctricos?
Entonces, ¿por qué las baterías de litio tienden a incendiarse en los vehículos eléctricos?
El entorno de uso de los vehículos eléctricos es diferente al de los dispositivos digitales 3C, y diversas situaciones complejas hacen que sea más probable que las tres razones mencionadas provoquen incendios.
Además, existen los siguientes factores humanos erróneos:
(1) Muchos negocios sin escrúpulos, en busca de ganancias rápidas, reciclan y reutilizan celdas de batería usadas y las ensamblan en paquetes de baterías.
Estas baterías de litio de calidad inferior ingresan al mercado sin garantías de seguridad y pueden causar fácilmente accidentes cuando los usuarios compran tales productos de baja calidad.
(2) Algunas personas realizan modificaciones no autorizadas en el cableado eléctrico del vehículo, reemplazan las baterías por otras de mayor capacidad o alteran los cables, lo que provoca fallas eléctricas.
O puede ocurrir cuando los usuarios compran cargadores de mala calidad, cargan durante largos períodos o cargan en espacios confinados, entre otros factores, lo que también puede causar incendios.
