La seguridad de baterías a base de litio has been under intense scrutiny, drawing parallels to historical energy storage risks like steam engine explosions and early gasoline controversies. While lithium-ion technology is generally safe, occasional failures, such as the 2006 Sony recall of six million packs, note potential risks..
Los fabricantes de baterías tienen como objetivo reducir las partículas metálicas que pueden desencadenar cortocircuitos, a pesar de los desafíos para mantener la limpieza absoluta en las salas limpias de la batería. Las células con separadores ultra delgados (24 µM o menos) son más propensas a las impurezas que los diseños más antiguos. Como pueden encender, los nuevos estándares de seguridad de UL han evolucionado, ya que ya no requieren pruebas de penetración para la aceptación de baterías de litio.
Para garantizar la seguridad antes del lanzamiento, los fabricantes someten muestras de baterías a pruebas rigurosas, que requieren un millón de muestras sin fallas durante un año antes de aprobar aplicaciones críticas como dispositivos médicos.
As current Li-ion technology nears its energy capacity limits, manufacturers now put safety and longevity improvements ahead of raw capacity gains. Challenges persist with internal short circuits that can overpower external protection measures, as shown by the 2006 recall, which met UL safety requirements but still failed during normal use.
Las fallas de la batería se dividen en dos categorías: fallas de diseño predecibles y eventos aleatorios sin problemas de diseño claros. Un corto menor puede causar una mayor descarga con una acumulación de calor mínima. Sin embargo, una acumulación de partículas metálicas puede conducir a un flujo de corriente significativo y un calentamiento excesivo, lo que puede causar potencialmente fuga térmica, a menudo descrito como “Aventando con llama.”.”
Además, los separadores desiguales aumentan la resistencia y generan puntos de calor locales que debilitan la integridad del separador. Mayoría principales fabricantes de iones de litio rayos X cada celda durante el control de calidad para detectar anomalías como pestañas dobladas o rollos de gelatina triturados – Contribuyendo a los estándares de seguridad de la batería de hoy que generalmente se mantienen solo por marcas reconocidas.
Advancing lithium-ion battery safety: key considerations
Las baterías de iones de litio de calidad son inherentemente seguras cuando se usan correctamente. Sin embargo, se han informado numerosos incidentes de calor y fuego en productos de consumo con baterías no certificadas, como los hoverboards. Estos problemas se han resuelto en gran medida con las baterías certificadas de iones de litio en modelos recientes.
Misuse — extreme conditions, overcharging — can make any battery type fail. Proper handling is what prevents that. Li-ion cells need careful management to stay stable: avoid deep discharges and prolonged low-voltage exposure. Heat and overcharging are the main stressors, so store cells partially charged and out of direct sunlight. Manufacturers stand behind their safety standards even though failures in daily use are rare.
A pesar de más de mil millones de dispositivos móviles en uso diariamente, los accidentes siguen siendo raros – Menos de una falla por millón para las células de iones de litio de calidad en comparación con una probabilidad de 1 en 13,000 de ser golpeado por un rayo durante toda la vida.
Las baterías industriales utilizadas en herramientas eléctricas suelen ser más resistentes que los modelos de consumo, pero se centran en la entrega de energía en lugar de los largos tiempos de ejecución. Las células eléctricas son más seguras si se abusan en comparación con las células energéticas.
In recent years, concerns have pointed to risks associated with unfamiliar brand name Lithium-Ion (18650) cells often used for vaping; these may lack the quality assurance found in reputable brands. Fires from defective e-cigarette batteries have led to dangerous incidents, like an emergency landing of a WestJet flight due to an onboard fire caused by illegal battery transportation.
Con respecto a los vehículos eléctricos (EV), las estadísticas muestran que producen menos incendios por mil millones de kilómetros conducidos en comparación con los vehículos de motor de combustión interna (ICE): aproximadamente dos incendios por mil millones de kilómetros para Tesla versus alrededor de 90 para vehículos de hielo hoy, después de más de 400,000 autos de hielo se incendiaron durante los 80.
What to do if a battery overheats or catches fire
Durante un incidente de sobrecalentamiento de la batería de iones de litio, la acción rápida es vital. Si la batería silbosa o se abulta, mueva el dispositivo a una superficie no inflamable y considere reubicarla al aire libre. Simplemente desconectar la batería puede no ser suficiente para evitar más problemas.
Para pequeños incendios de iones de litio, use espuma, CO2, productos químicos secos, polvo de grafito, polvo de cobre o extintores de soda. En las cabañas de avión, las azafatas pueden usar agua o refrescos para manejar incendios de iones de litio debido al bajo contenido de litio en las baterías.
Cargo areas are equipped with fire suppression systems, such as Halon, to manage Li-ion fires alongside other flammable materials. New extinguishing methods like Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD) and Extover® provide new ways to smother burning batteries; sand in fireproof containers can also effectively control burns.
En el caso de los incendios de EV, que pueden ser más intensos que los que involucran vehículos de motor de combustión interna, se requieren métodos específicos de extinción de incendios. Los extintores de clase D se recomiendan para los incendios de baterías de litio-metal debido a su reactividad con el agua.
A medida que aumentan los números EV, la necesidad de evolucionar técnicas de extinción de incendios, como la incorporación de divisores entre las células para evitar las reacciones en cadena durante el fugitivo térmico, se vuelve esencial.
Effective guidelines for handling li-ion battery fire
- In the event of a failing Li-ion battery, marked by hissing, bulging, and electrolyte leakage, immediate action is key to prevent potential hazards.
- Se recomienda rociar un fuego de iones de litio con agua o usar un extintor estándar de incendios para mitigar el riesgo de encendido de materiales combustibles cercanos.
- When dealing with lithium-metal fires, it is essential to use a Class D fire extinguisher due to the reactive nature of lithium with water.
- En ausencia de un extintor de clase D, el agua se puede usar como alternativa para evitar que el fuego se propague de manera efectiva.
- Para resultados óptimos en la extinción de un fuego de iones de litio, se pueden emplear varios agentes de extinción como espuma, CO2, químico seco ABC, polvo de grafito, polvo de cobre o refrescos, similar a los escenarios de fuego combustibles estándar.
- En los casos en que no se puede extinguir una batería de iones de litio en llamas, permitir que el paquete se queme de manera controlada es un enfoque viable. Es importante monitorear la propagación de la célula, ya que cada célula puede quemarse a diferentes tasas cuando se expone al calor, y eliminar de manera segura los paquetes aparentemente quemados colocándolos al aire libre durante un período de tiempo para minimizar los riesgos potenciales.
