Científicos especializados en materiales de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) han encontrado una forma de prevenir los cortocircuitos internos, principal causa de los incendios en las baterías de iones de litio.
Cada año se producen miles de millones de baterías de iones de litio para su uso en teléfonos móviles, ordenadores portátiles, dispositivos móviles personales y los enormes paquetes de baterías de los vehículos eléctricos y los aviones.
Esta demanda mundial de baterías está destinada a crecer, ya que sólo los vehículos eléctricos necesitarán hasta 2.700 GWh de baterías de iones de litio al año para 2030, lo que equivale a unos 225.000 millones de baterías de teléfonos móviles.
Incluso con una tasa de fallos estimada en menos de uno de cada millón, en 2020 se produjeron 26 incendios de bicicletas eléctricas y 42 casos de incendios de dispositivos de movilidad personal en Singapur.
En la mayoría de los incendios de baterías de iones de litio, la causa se debe a la acumulación de depósitos de litio conocidos como dendritas (diminutos zarcillos en forma de alambre) que atraviesan el separador entre los electrodos positivo (cátodo) y negativo (ánodo) de la batería cuando se está cargando, lo que provoca un cortocircuito que da lugar a un incendio químico incontrolado.
Para evitar que se produzca este cortocircuito, el profesor Xu Zhichuan y su equipo de investigación de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales inventaron una “capa anticortocircuito” adicional en el separador, que impide que cualquier dendrita llegue al cátodo.
Una batería de iones de litio podría compararse con dos estanterías de una biblioteca enfrentadas (cátodo y ánodo), separadas por un pasillo (separador). Cuando la batería se está cargando, los iones de litio pasan del cátodo al ánodo, y cuando se descarga, los iones de litio se mueven a la inversa.
La “capa anti-cortocircuito” de la NTU se asemeja a la colocación de un escritorio de bibliotecario entre ambas estanterías en el centro del pasillo, de modo que cuando la acumulación de libros usados llega al escritorio del bibliotecario (dendritas), se detiene allí, mientras que el bibliotecario sigue interactuando con el otro lado.
El equipo del profesor Xu ha probado su tecnología en el laboratorio con más de 50 celdas con diferentes composiciones de baterías de iones de litio y no se han detectado cortocircuitos durante la fase de carga, incluso cuando las celdas de la batería se utilizan más allá de su ciclo de vida.
La capa anticortocircuito es un material habitual en la fabricación de baterías y puede integrarse fácilmente en el proceso actual de fabricación de separadores, lo que facilita a las empresas su adopción y ampliación.
El equipo estima que el aumento de costes tras la adopción de esta tecnología sería de aproximadamente un 5% más que el coste de producción actual de una batería de iones de litio.Una batería de iones de litio podría compararse con dos estanterías de una biblioteca enfrentadas (cátodo y ánodo), separadas por un pasillo (separador). Cuando la batería se está cargando, los iones de litio pasan del cátodo al ánodo, y cuando se descarga, los iones de litio se mueven a la inversa.
La “capa anti-cortocircuito” de la NTU se asemeja a la colocación de un escritorio de bibliotecario entre ambas estanterías en el centro del pasillo, de modo que cuando la acumulación de libros usados llega al escritorio del bibliotecario (dendritas), se detiene allí, mientras que el bibliotecario sigue interactuando con el otro lado.
El equipo del profesor Xu ha probado su tecnología en el laboratorio con más de 50 celdas con diferentes composiciones de baterías de iones de litio y no se han detectado cortocircuitos durante la fase de carga, incluso cuando las celdas de la batería se utilizan más allá de su ciclo de vida.
La capa anticortocircuito es un material habitual en la fabricación de baterías y puede integrarse fácilmente en el proceso actual de fabricación de separadores, lo que facilita a las empresas su adopción y ampliación.
El equipo estima que el aumento de costes tras la adopción de esta tecnología sería de aproximadamente un 5% más que el coste de producción actual de una batería de iones de litio.
Fuente:
https://ecoinventos.com/nueva-tecnologia-evitar-incendios-baterias-de-litio/
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