Un nuevo material detiene los incendios de baterías de vehículos eléctricos al evitar el desbocamiento térmico, como ocurrió con las Teslas inundadas durante el huracán Helene

Aunque las estadísticas de Tesla echan por tierra el mito popular de que los incendios de baterías de vehículos eléctricos son algo habitual, no se puede negar que, una vez que se producen, el paquete es muy difícil de apagar.

Se necesitan muchos más litros de agua para extinguir un incendio provocado por una batería de vehículo eléctrico, ya que los paquetes entran en modo de combustión espontánea debido a un fenómeno conocido como desbocamiento térmico al que ningún extintor normal puede hacer frente.

Antes de que el huracán Helene azotara la costa de Florida, por ejemplo, el gobernador DeSantis advirtió a a los ciudadanos con coches eléctricos que los llevaran a terrenos más elevados. Tras el paso del huracán, el cuerpo de bomberos de Dunedin tuiteó"si su vehículo eléctrico ha entrado en contacto con el agua de la inundación, no lo cargue ni lo ponga en marcha", aconsejando que los vehículos eléctricos inundados fueran inspeccionados primero por los bomberos.

Como para probar su punto, el paquete de baterías de uno de esos Model X inundados se incendió tras entrar en contacto con el corrosivo agua salada mientras estaba en el garaje, y quemó toda la estructura. Los huracanes anteriores también han provocado un número desproporcionado de incendios de vehículos eléctricos, y un Tesla incluso se autoinflamó meses después de ser inundado y llevado a un desguace. Fue necesario sumergir dicho Model S en un charco de agua para extinguir las llamas, y todo a causa del desbocamiento térmico que puede propagar el cortocircuito de los electrodos de celdas aisladas a todo el pack.

El desbocamiento térmico es precisamente lo que un nuevo material de LG Chem corta de raíz. Los investigadores de LG han creado un compuesto que puede responder muy rápidamente a las fluctuaciones de temperatura alterando drásticamente su resistencia eléctrica. El material puede enrollarse en una capa de prevención del desbocamiento térmico de sólo 1μm de grosor. Se sitúa entre el cátodo y la lámina de aluminio que sirve de colector de corriente para que viajen los electrones en una pila de litio.

La capa reforzada de seguridad está hecha de politiofeno que ha sido diseñado para cambiar su estructura molecular a temperaturas superiores al rango típico de funcionamiento de la batería de 90°C - 130°C.

El aumento de la temperatura conlleva una rápida aparición de resistencia eléctrica del orden de 5.000 ohmios por cada cambio de 1°C. El máximo que puede alcanzar el material sensible a la temperatura es 1.000 veces la resistencia a las temperaturas normales de funcionamiento de la pila, lo que corta eficazmente la corriente eléctrica durante el encendido. La capa actúa así como un fusible viable para cada célula individual que detiene el flujo de electricidad y evita que el desbocamiento térmico, y por tanto el incendio de la batería del VE, prenda y se propague.

Aunque los métodos anteriores consistían en colocar materiales sensibles a la temperatura en el interior de la célula de la batería, a menudo se enfrentaban a problemas de lentitud de reacción o densidad energética reducida. LG Chem, sin embargo, ha desarrollado con éxito un material que resuelve estos problemas, respaldado por su experiencia y el diseño patentado del material, lo que permite una rápida aplicación en los procesos de producción en masa.

Los investigadores de LG Chem pusieron a prueba el nuevo material de seguridad para baterías pinchando y dejando caer pesos sobre baterías con o sin él. Ninguna de las pilas fabricadas con la capa de politiofeno modificada entró en un estado de fuga térmica total, mientras que todas las pilas normales en la prueba de caída, y el 84% de las de la prueba de punción, se quemaron por completo.

La guinda del pastel de la prevención de incendios en las baterías de litio es que el nuevo material puede ampliarse rápidamente para su producción en serie de rollo a rollo. LG ya ha superado la fase de verificación de la seguridad de las baterías de teléfono fabricadas con la capa protectora, y tiene previsto certificarla para su uso en paquetes de vehículos eléctricos de mayor tamaño el año que viene.

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Se trata de un logro tangible de la investigación que puede aplicarse a la producción en masa en un corto periodo de tiempo", informa el CTO de LG Chem, alegrándose de que la invención del material"mejorará la tecnología de seguridad para garantizar que los clientes puedan utilizar vehículos eléctricos con confianza"