Vehículos eléctricos e híbridos
Incendio de la batería: ¿Qué hacer?
POWERTECH International GmbH le ofrece el sistema adecuado.
Cuanto mayor sea la densidad energética de las pilas y los acumuladores, mayor será el riesgo de incendio. Los incendios provocados por las pilas de litio son diferentes a los "normales", como los provocados por derrames de gasolina. Mientras tanto, las técnicas de extinción y los medios de prevención han avanzado con nuestro sistema de extinción de incendios POWERTECH International.
Las baterías de iones de litio son peligrosas: una y otra vez, las celdas se incendian repentinamente. Se trata de un fenómeno nuevo en el campo del almacenamiento de energía, ya que, a diferencia de los tipos de baterías "clásicas" con electrolitos a base de agua, utilizan disolventes orgánicos -es decir, hidrocarburos- que son casi tan inflamables como la gasolina. Los autobuses eléctricos, los coches eléctricos y las máquinas de construcción electrónicas ya han estallado. Pero no sólo las baterías se ven afectadas, las pilas primarias no recargables también pueden incendiarse.
Para evitar estos casos, en POWERTECH International se está llevando a cabo una intensa investigación. No sólo los incendios que se producen por sí solos son objeto de minuciosas investigaciones. En cambio, los incendios generados intencionadamente también se investigan en condiciones controladas en un entorno seguro para estudiar los procesos individuales y el éxito de los distintos métodos de extinción. Las pruebas realizadas en los laboratorios experimentales se dificultan deliberadamente.
La energía almacenada en sistemas de litio de todo tipo puede ser de órdenes de magnitud muy diferentes: desde unos pocos vatios-hora en los teléfonos inteligentes hasta unos pocos kilovatios-hora en los coches eléctricos, pasando por muchos megavatios-hora en sistemas de almacenamiento para apoyar la red eléctrica. Hay que tener en cuenta que incluso una célula muy pequeña que se incendie puede provocar un gran incendio.
Múltiples causas de incendio
El desencadenante más común de un incendio es el sobrecalentamiento de una o más celdas. Por ejemplo, en un accidente entre un coche eléctrico y un vehículo con motor de combustión interna, el combustible derramado puede incendiarse y calentar la batería. Sin embargo, en determinadas circunstancias, incluso una fuerte radiación solar es suficiente si el sistema de refrigeración falla al mismo tiempo. Si la célula se calienta demasiado, el separador puede fundirse -a partir de unos 150 °C- y puede producirse un cortocircuito interno. La célula resultante, cada vez más caliente, calienta las células vecinas, lo que puede provocar el desbordamiento térmico de todo el sistema de baterías. Se pueden alcanzar temperaturas superiores a los 600 °C.
Sin embargo, es más probable que el sobrecalentamiento se produzca directamente en el interior de la batería, por ejemplo, debido a un fallo del sistema de gestión de la batería (BMS). Normalmente, el BMS protege la batería de condiciones de funcionamiento perjudiciales. Sin embargo, un defecto en la electrónica puede provocar una sobrecarga, con consecuencias peligrosas. Igualmente destructivo es un consumo excesivo de corriente y, más aún, si falla el fusible habitualmente incorporado, un cortocircuito "duro" en el que pueden fluir varios miles de amperios.
Pero el otro extremo también implica grandes riesgos. Al cargar una célula de iones de litio dañada por una descarga profunda , la cantidad de energía suministrada ya no puede almacenarse en forma de energía química debido a la falta de líquido electrolítico, y la energía de carga se convierte en calor. Además, los iones de cobre disueltos en el colector de corriente se depositan en el grafito del ánodo en forma de agujas, también llamadas dendritas. Pueden perforar la lámina separadora y provocar un cortocircuito.
Otra causa de incendio es el daño mecánico de una célula, por ejemplo debido a un accidente con un coche eléctrico, o tras el fin de su uso en el camino del reciclaje debido a una manipulación brusca. Por lo tanto, deben respetarse estrictas normas de seguridad durante la recogida. No sirven de nada si los consumidores tiran a la basura doméstica sus teléfonos móviles, en su mayoría todavía funcionales y meramente obsoletos. También se ha comprobado que han acabado en la papelera y han provocado un incendio en la prensa de papel.
Especialmente a altas corrientes, existe el riesgo de que los iones de litio se depositen como litio metálico en forma de dendritas en el ánodo en lugar de reincorporarse al grafito, con el consiguiente riesgo de cortocircuitos.
Otro peligro lo representan las baterías y cargadores falsificados, que a menudo no cumplen con las normas de seguridad pertinentes.
¿Qué ocurre exactamente durante un incendio?
Los tipos individuales se comportan de manera muy diferente en términos de seguridad. El acumulador de dióxido de cobalto y litio, también conocido como acumulador Li-CoO2, que también fue responsable de los incidentes de Samsung y que ahora está en franco declive, es especialmente peligroso. Una buena alternativa es la célula NMC con un cátodo mixto de níquel, manganeso y óxido de cobalto, que consigue una mayor densidad energética. La más segura es la célula LFP (fosfato de hierro y litio), pero ésta tiene una densidad energética mucho menor. En las células, el componente más inflamable es el electrolito. El disolvente es una mezcla de varios carbonatos orgánicos, todos con puntos de inflamación y ebullición bajos. El grafito es carbono; en las células de la bolsa, el revestimiento de plástico también es inflamable.
Si las células llegan a incendiarse, pueden asfixiarse al impedir la entrada de oxígeno. Otra cosa es la reacción exotérmica de los materiales del electrodo entre sí, que no se puede extinguir. A altas temperaturas, los óxidos metálicos catódicos se descomponen bajo la liberación de oxígeno, por lo que -sin suministro de aire externo- el electrolito, el grafito incluyendo el litio almacenado y también el aluminio de la línea de suministro del cátodo pueden arder durante mucho tiempo. Para detener esto, sólo un fuerte enfriamiento puede ayudar. También existe un riesgo de explosión debido a la penetración del polvo de grafito en el exterior.
Cuando la célula se calienta , primero se evapora el electrolito. Al acumularse una alta presión, la célula se infla fuertemente hasta que los gases calientes -principalmente hidrocarburos, monóxido de carbono, fluoruro de hidrógeno, hidrógeno- escapan a través de las válvulas de sobrepresión previstas o por el estallido incontrolado de la carcasa exterior. Además del riesgo de intoxicación, también existe el riesgo de explosión, con materiales sólidos, partes de carcasas de celdas u óxidos metálicos, que también son tóxicos, volando por ahí.
Cuanto menor sea el nivel de carga de una célula, menores serán las consecuencias en caso de incendio. Pero cuidado: incluso una célula aparentemente descargada sigue conteniendo mucha energía. En caso de fallo, puede liberar entre 6 y 10 veces la energía eléctrica extraíble en forma de energía térmica. La reacción de un desbordamiento térmico no puede interrumpirse desde el exterior y termina en poco tiempo con un incendio de la célula, que puede llevar a la destrucción completa en cuestión de segundos.
Extinción de una batería de iones de litio con nuestro sistema de extinción de incendios POWERTECH International GmbH.
Junto con el fabricante Dr. Sthamer (Hamburgo) y el Instituto Fraunhofer, hemos desarrollado el agente extintor especial adecuado con nuestro y el correspondiente sistema coordinado para usted.
Consultas en : info@powertech-international.com
Nuestras soluciones:
Sistema de extinción de incendios indirecto
La línea de detección POWERTECH en un sistema directo tiene una doble función.
Detecta el fuego después de su activación y lo extingue al mismo tiempo.
Sistema de extinción de incendios directo
La línea de detección POWERTECH se utiliza en un sistema indirecto, exclusivamente para la detección de incendios.
La extinción se realiza a través de una línea de pulverización separada con boquillas especiales.
Ventajas de nuestros sistemas
Los sistemas de extinción de incendios de POWERTECH International GmbH se caracterizan especialmente por las siguientes características:
- Fácil de instalar
- Sin problemas de uso
- Larga vida útil
- Construcción robusta
- Bajos costes de mantenimiento
- Costes del ciclo de vida especialmente bajos
- Fabricado según las normas de calidad OEM
