Pregunta:
¿Por qué las baterías recargables de iones de litio y polímero de litio explotan o se incendian?
Mahendra Gunawardena
2015-01-30 06:06:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hay muchos accidentes relacionados con baterías recargables de iones de litio y polímeros de litio . ¿Algunos de estos accidentes están relacionados con el diseño de la batería? Son algunos de ellos el mal uso de pilas recargables.

  • ¿Cuál es la composición química de la batería de iones de litio y de polímero de litio?
  • ¿Por qué las baterías de polímero de litio recargables de iones de litio & explotan o se incendian?
  • ¿Por qué no se pueden evitar las explosiones y el incendio de las baterías recargables?

Cuatro respuestas:
#1
+4
user16
2015-01-30 06:43:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Descargo de responsabilidad: no soy un experto en baterías, pero hago algunos trabajos relacionados con esos tipos en particular.

Las baterías de iones de litio son un poco diferentes de las baterías de plomo-ácido "normales" en que Las baterías de iones de litio pueden proporcionar más energía durante períodos cortos de tiempo de lo que indicaría su clasificación en la placa de identificación. El término de medición comercial para este efecto se denomina tasa C. La desventaja de exceder una tasa de 1C (descarga normal en la placa de identificación) es que genera más calor dentro de la batería, la desgasta más rápido y solo se puede hacer de manera segura durante períodos cortos de tiempo.

Entonces, la capacidad exceder la tasa normal de 1C, y el hecho de que las baterías tienden a estar expuestas a una gran cantidad de desgaste ambiental al ser golpeadas conduce a problemas dentro de las conexiones internas de la batería. Esta entrada de blog de The Economist hace un buen trabajo al explicar la cascada térmica que causa la ruptura térmica.

Cuando la batería está cargada, los iones de litio pasan del electrolito a un ánodo de carbono. Cuando la batería se descarga, fluyen hacia atrás, creando un flujo equilibrado de electrones en un circuito que alimenta el dispositivo. El problema surge si hay una pequeña falla o se dañan los separadores extremadamente delgados que mantienen separados los elementos de la batería. Esto puede provocar un cortocircuito interno y una posterior acumulación de calor. Esto puede desencadenar lo que se conoce como "fuga térmica" en la que la batería se sobrecalienta y puede estallar en llamas.

#2
+3
jpa
2016-06-30 11:06:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Aquí hay un buen recurso que tiene información muy detallada sobre los peligros de iones de litio: Evaluación de peligros y uso de baterías de iones de litio

( Litio- Evaluación de uso y peligro de baterías de iones . Celina Mikolajczak, et al. Julio de 2011. Fundación para la investigación de protección contra incendios)

Lo resumiré a continuación:

  • ¿Cuál es la composición química de la batería de iones de litio y polímero de litio?

El material del cátodo varía, por lo general se utiliza LiCoO2 o LiFePO4. El ánodo suele estar basado en grafito (carbono). El mayor peligro de incendio es el electrolito: consiste en sales de litio disueltas en un disolvente orgánico.

El solvente orgánico es comparable a la gasolina en inflamabilidad. Hay algunas investigaciones en curso sobre electrolitos no inflamables, pero aún no son de uso común y probablemente no funcionen tan bien como los electrolitos actuales. Un electrolito no inflamable reduciría en gran medida el riesgo de incendio, pero la alta temperatura aún podría encenderse, p. piezas de plástico cercanas.

  • ¿Por qué las baterías recargables de polímero de litio & de iones de litio explotan o se incendian?

Las baterías almacenan un gran cantidad de energía. Si esta energía se libera accidentalmente por ej. cortocircuito o daño físico, calentará la batería. Además, cuando la temperatura supera los 150 ° C, el litio de la batería comenzará a reaccionar químicamente y a liberar aún más calor, lo que se denomina fuga térmica.

Cuando el líquido electrolítico se calienta, expandirse, y en algún punto la presión excede la fuerza de la carcasa de la batería. Las baterías están diseñadas con un respiradero de sobrepresión, que debería permitir que el electrolito se filtre relativamente lentamente. Si la ventilación no funciona correctamente, la única salida es que la carcasa de la batería explote.

No importa cómo salió el electrolito, es inflamable y la carcasa de la batería probablemente esté muy caliente en este punto. Esto a menudo hará que el electrolito se encienda, liberando aún más energía y posiblemente haciendo que otras celdas de la batería cercanas también se sobrecalienten.

  • ¿Por qué no se pueden prevenir las explosiones y el incendio de la batería recargable?

Se previenen, en gran medida. En comparación con la cantidad de baterías de iones de litio que se utilizan actualmente en el mundo, se producen muy pocos incendios. La mayoría de los incendios que ocurren son de productos de baja calidad que no tienen los sistemas de seguridad, como el circuito de protección y, a menudo, también sobrecargan las baterías.

Pero en última instancia, es similar a "¿por qué no se pueden producir incendios domésticos? prevenido ". Cuando tienes materiales y energía inflamables en el mismo lugar, eventualmente se combinarán para provocar un incendio.

Aparte de los productos de "baja calidad", se produjeron incendios de baterías de litio en productos de las principales marcas mundiales, teléfonos móviles, portátiles y aviones. La ingeniería es un análisis de riesgos y beneficios y una compensación. Utilice no litio cuando el tamaño / peso lo permita, como la mayoría de los vehículos que se utilizan actualmente.
#3
+2
SYED HUSSAIN JUNAID
2018-07-19 07:38:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

El producto químico dentro de la batería comienza a calentarse, lo que provoca la degradación del separador. La batería puede alcanzar una temperatura de más de 1000 grados F. En este punto, los electrolitos inflamables pueden encenderse o incluso explotar cuando se exponen al oxígeno.

#4
+1
EEd
2016-06-28 13:47:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La batería de litio es más "peligrosa". Está restringido (Wh limitado) como equipaje de mano de los pasajeros y prohibido como carga por muchas aerolíneas.

Si diseña un nuevo sistema, no 'elija usar' litio si su producto no requiere un tamaño / peso pequeño por vatio hora.

Los diseñadores y consumidores de teléfonos móviles, verán que el tamaño / peso / horas de funcionamiento son clave para la venta y acepten el 'riesgo'.

Los vehículos pueden permitirse un tamaño / peso de batería mayor, y la batería que no es de litio se utilizan ampliamente.

El cambio de revestimiento de sueños a litio y el resultado fue menos que suave. El teléfono móvil y la batería externa en llamas son noticias habituales, desde hace muchos años. La tasa de falla real no es 'alta', considere la cantidad de baterías en uso y el riesgo es considerado 'aceptable' por muchos.

Utilice litio, si realmente lo necesita. No lo use cuando pueda permitirse un tamaño / peso un poco mayor en su diseño.



Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
Loading...