Conclusiones clave:
- La sobrecarga, el daño físico, los defectos de fabricación y los extremos de temperatura son causas principales de fugas de batería de litio.
- El almacenamiento adecuado, el uso del cargador adecuado, las inspecciones regulares y el manejo cuidadoso pueden evitar fugas.
- La contención inmediata, la eliminación segura y la limpieza son esenciales si se produce una fuga.
Baterías de litio puede filtrarse fluidos si sus componentes internos dañarse. Sin embargo, las baterías de litio modernas tienen más salvaguardas y es muy poco probable que gotee durante el uso normal. Con el manejo adecuado, las fugas de batería de litio son bastante raras.
¿Qué causa que las baterías de litio sean filtradas?
Sobrecarga
Una de las causas más comunes de las fugas de la batería de litio es el sobrecarga. Cuando se carga una batería de iones de litio más allá de su capacidad de voltaje máxima, el fluido electrolítico en el interior comienza a descomponerse y descomponerse. Esta reacción de descomposición de electrolitos produce subproductos gaseosos que acumulan presión dentro de la carcasa de batería sellada.
A medida que aumenta la presión interna, los sellos y los mecanismos de seguridad diseñados para contener el electrolito pueden comenzar a fallar. Con suficiente acumulación de presión, el fluido electrolítico esencialmente puede exprimirse a través de cualquier punto débil o micro fractura en la carcasa de la batería.
La sobrecarga también genera un exceso de calor, lo que acelera la descomposición del electrolito en compuestos gaseosos. Por lo tanto, los altos voltajes combinados con calor multiplican rápidamente las presiones internas.
Usar el cargador incorrecto o dejar una batería de litio enchufada y cargar continuamente más allá del 100% son causas comunes de sobrecarga. Los cargadores inteligentes dejarán de aplicar la corriente cuando la batería esté completamente cargada, pero los cargadores tontos siguen vertiendo electrones. Esta entrada de electrones sin ningún lugar para ellos es lo que conduce a la descomposición de electrolitos y eventual fugas.
Los paquetes de baterías de litio con sistemas de gestión de baterías inteligentes pueden monitorear Voltaje en células individuales y evitan sobrecarga. Esto hace que una fuga completa de paquete sea mucho menos probable que una batería suelta única sobrecargada. Aún así, el uso de baterías de marca de buena reputación y los cargadores adecuados para ellas es importante para evitar exceder su umbral de voltaje máximo.
Daño físico
Cualquier tipo de daño físico en la carcasa exterior de una batería de litio puede provocar fugas. Dejar caer, aplastar, perforar o abusar mecánicamente de una batería a menudo conduce a daños internos que hace que el líquido electrolítico se filtre.
Las baterías de litio tienen separaciones internas entre los electrodos positivos y negativos. Estos separadores bloquean los electrodos para hacer contacto y cortocircuitando la batería. Sin embargo, los impactos físicos excesivos pueden romper estos separadores y permitir que los láminas del cátodo y el ánodo se toquen.
Cuando los electrodos se contactan directamente, crea un calor intenso en el punto de contacto. Este calor puede iniciar fugas térmicas y acelerar las reacciones químicas exotérmicas que producen gases. La batería se lleva rápidamente a la presión de gas. Al mismo tiempo, la fusión local de electrodos produce aberturas para que los gases presurizados escapen junto con el fluido electrolítico.
Incluso si la batería no está severamente triturada, pequeños pinchazos a la carcasa de objetos afilados pueden darle al electrolito una ruta de escape directo. Una vez que la carcasa se ve comprometida por el impacto, la vibración, la hinchazón o los pinchazos, el electrolito tiene una vía de filtrarse gradualmente con el tiempo.
Las baterías de litio deben manejarse con cuidado para evitar gotas, colisiones o piercings. Si bien la carcasa es rígida, no puede soportar una fuerza directa excesiva. La prevención es crucial, ya que el daño físico a la batería casi siempre resulta en fugas.
Defectos de fabricación
Si bien es rara, la fabricación imperfecta puede provocar fallas microscópicas en la carcasa de la batería o separadores internos que causan fugas con el tiempo. Los componentes de la batería pasan por un riguroso control de calidad, pero un pequeño porcentaje de unidades defectuosas inevitablemente pasará.
Las pequeñas fugas de agujero de ras en la carcasa de una batería de litio son difíciles de detectar, pero pueden permitir que el fluido electrolítico se filtre lentamente mientras se usa. Estos agujeros pueden formarse a partir de capas de carcasa o contaminantes unidas imprecisamente en la carcasa durante la producción. Del mismo modo, pueden surgir sellos imperfectos alrededor de terminales, microfracturas por estrés y capas de aislamiento incompletas.
Contaminantes introducidos durante el proceso de fabricación También puede causar defectos entre electrodos. Las partículas metálicas microscópicas estresadas son los agujeros más problemáticos, potencialmente empujados en los separadores internos. Dendritas o “bigotes de metal” puede crecer gradualmente sobre ciclos de uso y penetrar la barrera de separación.
Mientras que fallas exóticas, ciertos contaminantes o reacciones químicas con electrodos pueden producir un subproducto corrosivo. Esto puede comer lentamente el material de la carcasa o el separador, ampliando fallas hasta que se gotea el electrolito.
Los rigurosos procesos de control de calidad tienen como objetivo minimizar los defectos de fabricación a través de pruebas visuales y funcionales. Sin embargo, los defectos raros se deslizarán y causarán fugas o una falla temprana solo semanas o meses en la vida de una batería. Fabricantes de buena reputación respaldados por garantías son la mejor apuesta para minimizar los riesgos.
Temperaturas extremas
Exponer baterías de litio a temperaturas muy altas o muy bajas puede aumentar las posibilidades de una fuga. El fluido electrolítico dentro de la batería está diseñado para funcionar a temperaturas ambientales normales. Exceder alrededor de 140 ° F o ir por debajo de 35 ° F empuja la solución de electrolito fuera de su rango de operación estable.
A temperaturas muy bajas, la solución de electrolitos puede congelarse y expandirse, acumulando presión dentro de la carcasa. Esto puede hacer que los sellos y los mecanismos de seguridad fallaran. Aunque es raro, algunas mezclas de electrolitos que se congelan en un cambio de fase sólido experimentan la expansión del volumen, lo que también estresa las paredes de la batería.
Las altas temperaturas son aún más problemáticas. Cuando las baterías superan los 140 ° F, el electrolito comienza a descomponerse térmicamente en compuestos gaseosos. Esto se acelera exponencialmente a medida que las temperaturas continúan aumentando. Los gases calientes en expansión generan presión rápidamente hasta que la carcasa se rompe.
Las baterías de litio baratas y de baja calidad son más propensas a gotear e incluso a incendiarse cuando se exponen a temperaturas extremas dentro de un vehículo caliente o frío. Pero incluso las baterías de calidad representan algún riesgo si las condiciones de congelación o sobrecalentamiento persisten.
Las baterías de litio que quedan en los automóviles durante las olas de calor de verano o las congelaciones profundas de invierno tienen el mayor riesgo de falla relacionada con la temperatura. El almacenamiento de baterías entre 40 ° F y 80 ° F minimizará cualquier posibilidad de fugas inducidas por la temperatura.
Cómo saber si su batería de litio está goteando
Fugas o deformación visibles
El indicador más obvio de que una batería de litio está goteando son las manchas visibles, agrupar líquido o depósitos cristalizados alrededor del compartimento de la batería o la batería del dispositivo. Esto a menudo se acompaña de un olor picante y vinagre de la solución de electrolito que se filtra. Cualquier humedad, pegajosidad o acumulación cristalina blanca alrededor de una batería de litio casi seguramente indica que ha surgido una fuga importante.
Del mismo modo, si una batería de litio está notablemente global, hinchada o distorsionada, significa que las presiones gaseosas se han acumulado internamente y comprometieron la carcasa. La deformación es causada por la expansión de gas de la descomposición de electrolitos que rompen los separadores internos. Una vez que cambia la forma de la carcasa de la batería, las violaciones más grandes que permiten la fuga visible de líquido generalmente siguen poco después.
Pruebas de detección de vacío
Los dispositivos conocidos como detectores de fugas pueden identificar fugas de batería muy lentas antes de que cualquier electrolito visible haya escapado. Estos dispositivos usan presión de vacío y un sensor de gas para detectar cantidades infinitesimales de vapor de electrolitos emitidos a través de violaciones microscópicas de carcasa.
La batería sospechosa se coloca en una cámara de prueba sellada que luego se evaciona de aire, creando un vacío. Con el vacío controlado en su lugar, los gases que se filtran incluso de un pequeño agujero en la batería serán absorbidos de la violación. El sensor de gas del detector de fugas puede detectar trazas diminutas de estos compuestos electrolíticos vaporizados.
Una batería que funciona correctamente no emitirá gases cuando se somete a una prueba de vacío. Pero los defectos como los agujeros microscópicos, los sellos fracturados o los huecos pequeños en las juntas de carcasa soldadas en frío permitirán sacar los gases contenidos de la batería. El detector de fugas se alarma cuando su sensor recoge cualquier cosa por encima de los componentes del aire de línea de base esperados.
Por lo tanto, la detección de fugas de vacío permite identificar baterías con fallas de sello en etapa temprana antes de que se haya filtrado suficiente electrolito para ser visible. Se pueden reemplazar de manera proactiva antes de que ocurra una fuga mayor y daños en el dispositivo. Sin embargo, las pruebas de vacío requieren equipos especializados que no estén disponibles para los consumidores.
Detección de sustancias de fuga
Se han desarrollado reactivos de fluido especializados y tiras de prueba para detectar fallas en el sello de la batería de litio antes de que se vean las fugas. Estos fluidos de detección de fugas contienen compuestos que reaccionan con electrolito de batería de litio. Cuando el fluido entra en contacto con una ministra minuciosas de vapor o humedad de electrolitos, cambia de color.
Para usar el fluido de detección de fugas, se retira una batería de un dispositivo y el fluido se aplica alrededor de las líneas de costura y las conexiones terminales con un hisopo. Si el fluido cambia de color, indica que los compuestos electrolíticos se están escapando a través de violaciones microscópicas de carcasa.
Las tiras de prueba funcionan de manera similar pero están saturadas con el compuesto reactivo de electrolitos en lugar de en forma líquida. Las tiras simplemente se limpian con las costuras y terminales de la batería, y cualquier cambio de color significa fugas.
Esto permite confirmar la falla del sello, incluso cuando las cantidades de fuga son insuficientes para ver. Proporciona un método para identificar baterías defectuosas antes de las etapas de fuga visibles. Sin embargo, los fluidos y tiras de detección de fugas no están ampliamente disponibles para los consumidores promedio. Requieren distribución a través de proveedores especializados de batería o electrónica.
Si bien no es tan sensible como los métodos de vacío, la detección de sustancias externas proporciona una forma accesible de verificar las baterías para fallas tempranas antes de que ocurra una fuga importante y provoca daños en el dispositivo. Esto permite el reemplazo proactivo de unidades defectuosas.
Qué hacer si su batería de litio se filtra
Medidas inmediatas de primeros auxilios
Si descubre una batería de litio que tiene una fuga visible, tome precauciones para evitar el contacto directo con el electrolito y contiene cualquier fluido derramado. La solución electrolítica puede ser corrosiva e irritante para los ojos y la piel, por lo que usa guantes y protección para los ojos al manejar una batería con fugas.
Use materiales absorbentes y aislantes como arena, vermiculita o litera de gatitos para absorber cualquier electrolito agrupado o fluido. Las toallas o trapos de papel también se pueden usar para absorber fugas, pero asegúrese de deshacerse de ellas con prontitud. Evite usar tela o materiales porosos que sostengan el electrolito contra las superficies.
Contener la batería con fugas en una bolsa sellada resistente o un recipiente de plástico para evitar que se escapen más derrames o vapores. Una bolsa de almacenamiento de riesgos a prueba de fugas diseñada para derrames es ideal. Mueva la batería contenida al aire libre si es posible, ya que la ventilación del área ayudará a disipar los humos irritantes.
Se recomienda llamar a un equipo de limpieza de materiales peligrosos para fugas a gran escala donde se ha escapado de electrolito significativo. Tienen los agentes neutralizantes y las instalaciones de eliminación adecuadas para remediar la fuerte contaminación. Sin embargo, para fugas menores, puede tomar medidas simples para minimizar los peligros antes de la eliminación adecuada.
Limpieza y precauciones a largo plazo
Una vez que se contiene una batería con fugas de forma segura, limpie completamente cualquier superficie que entrara en contacto con el electrolito escapado. El electrolito de la batería de litio puede dejar atrás el residuo corrosivo a medida que se evaporan los elementos volátiles.
Los productos químicos neutralizantes diseñados para derrames de batería de litio deben usarse para limpiar las superficies afectadas de acuerdo con las instrucciones del producto. El vinagre doméstico también puede ayudar a neutralizar los depósitos de electrolitos alcalinos. Sin embargo, el vinagre no debe hacer contacto directo con materiales de litio, ya que puede desencadenar la producción de gas inflamable.
Para dispositivos como teléfonos o computadoras portátiles, destaque el recinto y limpie cuidadosamente cualquier componente interior que pueda haber alcanzado el fluido de fuga. Las baterías deben proporcionar un aislamiento eléctrico, pero si la fuga era extrema, se recomienda usar alcohol isopropílico y un cepillo antiestático para limpiar las tablas electrónicas. Deje que las superficies se sequen completamente antes de volver a armar los dispositivos después de una fuga.
En el futuro, inspeccione la electrónica en busca de signos de daño que pudieran haber ocurrido a partir de la fuga. Cualquier componente de mal funcionamiento afectado por la exposición a electrolitos probablemente necesitará reemplazo. También esté alerta a cualquier olores persistentes, sonidos de nuevas fugas o comportamientos anormales del dispositivo que puedan indicar daños por fugas de batería no resueltos. Un dispositivo contaminado puede necesitar servicio o reemplazo profesional si los problemas persisten.
Cuando reemplazar la batería
Cualquier batería de iones de litio que exhiba fugas visibles, hinchazón, deformación o daño requiere un reemplazo inmediato. Las baterías con electrolito se escapan activamente de inmediato de los dispositivos y se descartan correctamente. Estas señales de advertencia visibles significan que la batería se ha visto comprometida y probablemente sostenga cortocircuitos internos o fallas de componentes.
Del mismo modo, las baterías de litio que fallan en las pruebas de fuga de vacío o sustancia deben reemplazarse. Incluso pequeñas fugas detectadas a través de estos métodos pueden indicar fallas que probablemente empeoren en fugas importantes con más uso. Las fallas tempranas de los defectos de fabricación también justifican el reemplazo de la batería.
Para los paquetes de baterías de células múltiples, todo el paquete puede necesitar reemplazo si se filtra una celda individual. El electrolito derramado puede migrar potencialmente entre las celdas dentro de una carcasa de la batería y causar daños por corrosión no detectados. Las fugas también comprometen las conexiones físicas-eléctricas entre las células en un paquete. Reemplazar todo el paquete evita problemas futuros.
Si bien no todas las baterías alcanzan el final de la vida útil debido a las fugas, cualquier batería que exhiba fugas, deformidad, olores extraños o características de rendimiento anormales debe retirarse del servicio de inmediato. No se arriesgue con baterías con problemas que conducen a fallas peligrosas.
Evitando fugas de batería de litio
Condiciones de almacenamiento adecuadas
Almacenar las baterías de iones de litio correctamente es clave para evitar fugas o daños que pueden provocar fallas en el sello. Las condiciones de almacenamiento ideales mantienen baterías entre 40-80 ° F y evitan la temperatura extremas o fluctuaciones amplias.
Las baterías deben mantenerse en un lugar seco con una humedad mínima. La humedad puede penetrar la carcasa durante largos períodos de almacenamiento y causar corrosión interna. Las fuentes directas de luz solar o calor también deben evitarse para evitar que se sobrecalienten las baterías más allá de su rango de operación seguro.
Para el almacenamiento de batería a largo plazo que excede un mes, los contenedores aislados o las cajas de regulación de temperatura ayudan a mantener la ventana ideal de 40-80 ° F. Los paquetes desecantes de gel de sílice también se pueden agregar a contenedores de almacenamiento para controlar la humedad.
Las baterías se descargan ligeramente con el tiempo mientras están almacenados. Almacenarlos en un estado de carga de alrededor del 40% es óptimo para prevenir el daño por descarga total o sobrecarga a una carga del 100%. No se recomiendan temperaturas de refrigerador por debajo de 40 ° F para baterías de iones de litio a largo plazo.
Mantener las baterías en ambientes pasivamente controlados por la temperatura y evitar la humedad, el frío extremo o el calor intenso minimiza el riesgo de fallas de sellos y fugas con el tiempo. El almacenamiento adecuado es la primera línea de defensa contra las fugas.
Evite sobrecargar
Una de las causas más prevenibles de la fuga de la batería de litio es el sobrecarga. La carga de las baterías más allá de su calificación de voltaje máximo aumenta la presión interna que puede ruptar los sellos.
Es crucial usar el cargador adecuado para el tipo específico de batería de litio y seguir las pautas de carga. Los cargadores de las baterías de iones de litio tienen circuitos para dejar de cargar cuando están llenos. Los cargadores genéricos o no coincidentes pueden sobrecargar. Nunca deje las baterías cargando desatendidas por períodos prolongados.
Las baterías totalmente cargadas deben eliminarse rápidamente de los cargadores. Para dispositivos como las computadoras portátiles, evite usarlos constantemente mientras está conectado a cargadores una vez totalmente cargados. La carga de goteo aún puede sobrecargar gradualmente la batería con el tiempo.
Circuitos de protección de la batería y “elegante” La tecnología de carga ha mejorado enormemente para evitar sobrecarga cuando se usa correctamente. Pero comprar calidad, baterías de marca y cargadores certificados sigue siendo importante. Es menos probable que las marcas de buena reputación tengan defectos que conduzcan a fallas de fuga de sobrecarga.
Inspecciones regulares
La inspección periódica de las baterías de litio puede ayudar a detectar signos tempranos de daños o defectos que pueden provocar fugas en la línea. Dar a las baterías una inspección visual y táctil rápida mensualmente es un buen hábito.
Busque cualquier hinchazón o deformación notable en la carcasa, ya que esto indica una acumulación de gas peligrosa y una falla inminente. También verifique si hay decoloración, abolladuras, grietas o pinchazos que puedan comprometer los sellos. Limpie la batería y busque signos de depósitos de electrolitos cristalinos.
Usa tu nariz también. Dale a las baterías una prueba de olfateo ocasional y estés alerta por cualquier olores acre o vingary que puedan indicar una violación y una fuga. Cualquier olores fuera de gas o olores extraños detectados intercambiando una batería sospechosa.
Si bien no es infalible, las inspecciones regulares le permiten atrapar problemas en las primeras etapas antes de las fallas catastróficas. El monitoreo de la condición de la batería le brinda la oportunidad de reemplazar las unidades que exhiben fallas mucho antes de que se desarrollen fugas importantes. Solo unos minutos al mes pueden evitar problemas mayores.
Precauciones para el manejo
Las baterías de litio deben manejarse con cuidado para evitar daños físicos que podrían causar fugas. Las baterías que caen, trituran, perforan o perforan las baterías pueden romper las focas y las carcasas protectoras.
Evite almacenar baterías de litio sueltas donde los objetos de metal puedan contactar o presionar en la carcasa. Las llaves, monedas, herramientas y otros elementos de metal que cortan los terminales pueden provocar fallas peligrosas. Nunca transporte baterías sueltas en bolsillos que contengan metal.
Al instalar baterías, asegúrese de que las alineaciones de polaridad sean correctas. Intentar forzar una batería hacia atrás en un dispositivo puede dañar terminales o circuitos de protección. Insertar baterías en la orientación incorrecta puede causar pantalones cortos inmediatos.
No intente sacar baterías hinchadas de los dispositivos o usar herramientas para raspar los depósitos con fugas con fuerza. Esto puede dañar aún más la batería y liberar más electrolito. La hinchazón debe hacer que el desmontaje inmediato del dispositivo acceda suavemente y elimine las baterías.
Mientras están diseñadas para ser resistentes, las baterías de iones de litio aún requieren un manejo prudente para evitar comprometer sus carcasas duraderas. El manejo cuidadoso minimiza el riesgo de defectos físicos que conducen a fugas peligrosas.
Usando el tipo de batería derecho
El uso de baterías de iones de litio de litio con marcas de buena reputación para un dispositivo determinado es importante para evitar fugas. La imitación genérica o las baterías incompatibles son más propensas a sellar fallas y fugas.
Investigue el tipo de batería de iones de litio específico, voltaje, forma del conector, capacidad y dimensiones necesarias para un dispositivo. Hacer coincidir las especificaciones de la batería de reemplazo precisamente evita problemas. Evite las baterías genéricas sin nombre con clasificaciones vagas o exageradas.
Se mantenga en las principales marcas de baterías de consumo que proporcionan especificaciones técnicas detalladas y datos de rendimiento para sus baterías. Fabricantes de buena reputación como Batería holográfica Tener control de calidad y pruebas de seguridad que minimicen los riesgos de fugas. Las baterías están diseñadas específicamente para los principales fabricantes de dispositivos con reestructuración de responsabilidad.
Si bien generalmente es más barato, las baterías genéricas de litio pueden cortar esquinas en el aislamiento, respiraderos de gas, integridad de la carcasa u otros factores de seguridad. Las baterías especiales de eBay reclaman “alta capacidad” son más sospechosos. Sacrificar la seguridad por las ganancias marginales en capacidad rápidamente se enfrenta una vez que se filtran. Invierta en baterías de calidad diseñadas por seguridad y longevidad.
Preguntas frecuentes sobre fugas de batería de litio
¿Cuáles son los riesgos si mi batería de litio comienza a gotear?
Las fugas de la batería de litio representan riesgos de irritación de piel, ojo y respiratorio del líquido y los humos electrolíticos. El daño corrosivo a los componentes y superficies del dispositivo expuestos a fluidos de fuga también es un peligro a considerar.
¿Cómo puedo identificar signos de fuga en mi batería de iones de litio?
Las manchas visibles, los depósitos crujientes, los olores acre, la deformación/hinchazón de la batería o el fluido dentro del compartimento de la batería del dispositivo son signos claros de fuga de batería de iones de litio.
¿El líquido es peligroso una batería con fugas?
Sí, el fluido electrolítico dentro de las baterías de litio es corrosiva y puede irritar los ojos, la piel y las membranas mucosas al contacto. Se debe usar un equipo de protección adecuado al manejar.
¿Qué nivel de toxicidad tienen los vapores de una batería de litio con fugas?
Los humos de la fuga de electrolito de batería de litio se consideran moderadamente tóxicos y pueden causar irritación respiratoria a altas concentraciones, pero ventilar áreas para evitar una exposición significativa.
¿Se emiten los humos cuando las baterías de iones de litio gotean peligrosas?
Los vapores de las baterías de iones de litio pueden ser irritantes si se inhalan, por lo que se recomienda la ventilación. Sin embargo, es poco probable que la toxicidad grave con exposiciones incidentales en condiciones ventiladas normales.
Conclusión
Si bien las fugas de la batería de litio no son extremadamente comunes, estar preparado con conocimiento ayuda a eliminar el estrés de cualquier posible incidente.
Al comprender qué causa las fugas y el aprendizaje del manejo, el almacenamiento e inspección adecuados, puede evitar muchos problemas para empezar.
Si se produce una fuga, seguir las precauciones de seguridad y los pasos de limpieza pueden resolverla. E identificar cualquier señal de advertencia temprano permite el reemplazo proactivo de baterías defectuosas antes de fallas importantes.
