LG Chem acaba de presentar una tecnología que permitirá aumentar la seguridad de las baterías de iones de litio. Se trata de un nuevo material sensible a la temperatura que es capaz de prevenir o disminuir drásticamente la fuga térmica, uno de los mayores riesgos que se pueden dar en las baterías de los vehículos eléctricos.
La fuga térmica ocurre cuando una serie de reacciones químicas dentro de la batería generan un exceso de calor en un corto período de tiempo, lo que puede provocar un incendio o incluso una explosión. Este fenómeno se puede dar en varias circunstancias, generalmente como resultado de un daño interno o externo a la batería.
Algunos de los casos o condiciones más comunes que pueden desencadenar una fuga térmica son una sobrecarga eléctrica que genere calor excesivo; un cortocircuito interno, o un daño mecánico causado por golpes o perforaciones que lleguen a dañar el separador que mantiene aislados el ánodo y el cátodo.
La compañía anunció el pasado martes que su equipo de investigación, en colaboración con el laboratorio dirigido por la profesora Lee Minah del Departamento de Ingeniería de Baterías de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), ha desarrollado una capa de seguridad reforzada. Esta capa está diseñada específicamente para suprimir la fuga térmica (también llamada descontrol térmico) en las baterías de iones de litio, que puede provocar incendios o explosiones en condiciones extremas. Este logro ha sido publicado recientemente en la prestigiosa revista científica Nature.
Un material innovador que reduce el riesgo de incendio
El material desarrollado por LG Chem se utiliza en una capa compuesta extremadamente fina, de tan solo 1 micrómetro de espesor (aproximadamente una centésima parte del grosor de un cabello humano), que se coloca entre el cátodo y el colector de corriente de la batería. Su función principal es actuar como un fusible eléctrico: cuando la temperatura de la batería supera el rango normal de entre 90 y 130 grados Celsius, el material reacciona rápidamente al calor, incrementando su resistencia eléctrica hasta 1.000 veces más que en condiciones normales.
Otro aspecto muy interesante de este nuevo material es su reversibilidad, lo que significa que, una vez que la temperatura disminuye, la resistencia vuelve a su estado original, permitiendo que la corriente fluya de nuevo con normalidad. Esta característica no solo previene el descontrol térmico, sino que también mantiene la funcionalidad normal de la batería tras el incidente térmico.
En pruebas realizadas por LG Chem, se demostró que las baterías equipadas con esta capa de material no se incendiaron o contuvieron las llamas rápidamente tras iniciarse el fuego, evitando una fuga térmica total. En las pruebas de perforación, las baterías de óxido de litio y cobalto (LCO) reforzadas con el nuevo material no presentaron incendios, mientras que más del 80% de las baterías sin esta capa sufrieron incendios.
Además, en pruebas de impacto con baterías de níquel-cobalto-manganeso (NCM) para vehículos eléctricos, todas las baterías convencionales se incendiaron, pero el 70% de las baterías equipadas con el nuevo material permanecieron estables. Aunque el 30% restante experimentó llamas, estas se extinguieron en cuestión de segundos, lo que demuestra la eficacia de la nueva tecnología.
Un avance efectivo en la prevención de fugas térmicas
Este avance podría tener un impacto significativo en la seguridad de las baterías, reduciendo los riesgos de incendio. Los incendios en baterías de vehículos eléctricos han generado una creciente preocupación en todo el mundo, afectando tanto a la confianza del consumidor como a la expansión del mercado.
Sin embargo, los datos estadísticos demuestran que los eléctricos son mucho menos propensos a sufrir incendios que los coches con motor de combustión. Un estudio llevado a cabo en Estados Unidos, con datos de la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte de Estados Unidos y la Oficina de Estadísticas en el Transporte, reveló que los eléctricos sufrían 25 incendios cada 100.000 coches, frente a los 1.530 incendios por cada 100.000 coches de gasolina.
No obstante, toda seguridad es poca. LG Chem tiene previsto completar las pruebas de verificación de seguridad de este material en baterías para dispositivos móviles este año, y continuar con las pruebas en baterías de vehículos eléctricos el próximo año. "Este es un logro de investigación tangible que se puede aplicar a la producción en masa en un corto período de tiempo. Mejoraremos la tecnología de seguridad para garantizar que los clientes puedan utilizar vehículos eléctricos con confianza y contribuir a fortalecer nuestra competitividad en el mercado de baterías", explica Lee Jong-gu, director de tecnología de LG Chem.
