Manipulación de pilas de litio

Introducción

Las pilas de litio son sin duda las más populares entre los electrodomésticos. Las hay de muchas formas, tamaños y colores. Sin embargo, tienen en común que utilizan litio metálico como ánodo. En comparación con otras pilas, son más seguras y ligeras. Aunque son un poco caras en comparación con sus competidoras desde la perspectiva del comprador, superan a la competencia por su vitalidad y productividad.

Pero, ¿hasta qué punto son seguros?
En este artículo, determinaremos hasta qué punto son seguras las pilas de litio. Analizaremos qué puede hacer que exploten, cuáles son sus componentes y cómo manejarlas en caso de que exploten. También veremos las precauciones que puedes tomar para minimizar que las pilas se incendien.

Qué hay dentro de una batería de iones de litio

Las baterías de litio (Li-ion) constan de cuatro componentes principales:

Cátodo

La función principal del cátodo es determinar el voltaje y la capacidad de la pila. El cátodo es una combinación multimetálica de manganeso, cobalto y níquel. Aquí se produce la reacción química de la pila de litio.

Ánodo

Al igual que en el cátodo, en el ánodo se producen reacciones activas. La función del ánodo es permitir que la corriente eléctrica a través de electrones fluya a través de él.

Electrolito

El electrolito permite el movimiento de los iones de litio entre el cátodo y el ánodo durante la carga y la descarga. Por su parte, los electrones se mueven a través de las láminas metálicas o el cable. Este movimiento es lo que permite el funcionamiento eficaz de la batería.

Separador

El separador garantiza la seguridad de la pila al actuar como barrera entre el cátodo y el ánodo.

¿Qué causa la explosión de las pilas de litio?

Después de haber comprendido los componentes de la pila de litio, puede que tenga una pista de lo que puede causar una explosión. La respuesta corta es un cortocircuito.

El funcionamiento eficaz y eficiente de una batería de litio depende de la dirección de movimiento de los iones de litio. Durante la carga, los iones se desplazan del cátodo al ánodo. Lo contrario ocurre cuando se desconecta la alimentación. El litio, que es inestable, es excelente para almacenar energía.

Debido a la naturaleza volátil del litio, los iones de litio de la batería se liberan lenta y progresivamente. Sin embargo, si se liberan de golpe, puede producirse una explosión. Esto ocurre principalmente cuando el separador falla y el ánodo y el cátodo se tocan.

¿Explotan las pilas de litio al pincharlas?

Sí, es cierto. Pero se trata de una respuesta técnica que suele depender del tamaño del pinchazo.
Si se pincha con una aguja, por ejemplo, habrá trazas de humo blanco, ya que el oxígeno que entra en la batería reacciona con el litio. No se trata de una explosión, pero es un ejemplo elocuente de lo que ocurrirá con un pinchazo mayor.

La composición interna de una batería de iones de litio contiene electrodos formados por pequeñas láminas metálicas que distan unos pocos milímetros entre sí. En caso de pinchazo, estos electrodos sufren cortocircuitos. Esto provoca la explosión de la batería.

Entre los electrodos hay una capa de electrolito. Cada electrodo está recubierto de su sustancia; uno está recubierto de litio mientras que el otro tiene compuestos de oxígeno. Ambas sustancias son muy reactivas. En una batería sana, los iones de litio se mueven libremente. Los iones reaccionan con el oxígeno dando lugar a un flujo continuo de iones. Esto crea un equilibrio, ya que el electrodo de litio se vuelve negativo mientras que el de oxígeno se vuelve positivo.

Sin embargo, en una pila perforada no hay un flujo libre y continuo de iones, lo que crea un desequilibrio. Los electrodos se cortocircuitan, lo que puede provocar la explosión de la pila.

¿Cómo minimizar el riesgo de explosión de las pilas de litio?

Es importante que cuides tu batería de iones de litio. Manéjela con cuidado y no la exponga a condiciones volátiles, especialmente a temperaturas elevadas. Además, comprueba que su composición interna no esté comprometida.

Hay varias formas de minimizar las posibilidades de que se incendie una batería de litio, éstas son:
- No almacene, coloque ni guarde la batería cerca de superficies calientes ni en lugares calientes. La temperatura recomendada para guardar la batería es de 20℃ a 25℃.

- Si es posible, guarde los aparatos con pilas de iones de litio en lugares diferentes, por ejemplo, durante los viajes. Intente guardar estos aparatos en bolsas separadas; si no fuera posible, guárdelos en compartimentos separados. Estar cerca no hace que las pilas sean susceptibles de incendiarse. Sin embargo, aumenta la posibilidad de que se produzcan más daños si se incendia una de las baterías.

- No sobrecargue la batería. Las baterías de iones de litio son buenas porque no se agotan constantemente. No deje que la batería se descargue por completo. Utilice el tipo de cargador adecuado para su batería de iones de litio para evitar posibles daños.

¿Explotan las baterías de iones de litio en el agua?

Las pilas de iones de litio no explotan en el agua.

La única posibilidad de que estas baterías exploten es si se pinchan, se sumergen en agua y, de algún modo, circula corriente a través de ellas. Las baterías modernas de iones de litio tienen medidas de seguridad para reducir las posibilidades de explosión. Incluso en el caso de que entre agua en las celdas. En este caso, se producirá una reacción química debido al desequilibrio que se crea cuando el agua entra en contacto con los materiales volátiles de la batería. Sin embargo, esta reacción no es lo suficientemente fuerte como para provocar una explosión.

¿Qué hacer si explota una batería de iones de litio?

Si tu batería de iones de litio explota, hay varias formas de afrontar la situación. Por ejemplo:
- Debe evitar que el fuego se propague utilizando agua para controlarlo. Utilice extintores específicos para causas específicas de incendio, por ejemplo, utilice un extintor de clase D para una batería de metal de litio.
- Utilice un extintor de espuma para baterías de iones de litio. Si no dispone de él, puede utilizar CO2, polvo de cobre, el producto químico seco ABC o carbonato sódico (sosa).
- Si no puedes apagar el fuego, crea un entorno controlado para que las pilas ardan.
- Tome nota de las células ardientes ya que cada una podría arder a su propio tiempo.
- Si el fuego se propaga a otras zonas, utilice los extintores recomendados para apagarlo. Evite siempre la posibilidad de empeorar el incendio.
- Utilice personal formado o cualificado para tratar las explosiones de iones de litio.

Conclusión

Como se ha señalado, las posibilidades de que se produzcan explosiones de baterías de iones de litio son escasas. Sin embargo, si se produjera una explosión, asegúrese de que dispone del equipo adecuado para apagar el fuego. Si éste es accesible, póngase en contacto con personal cualificado.