La seguretat és una característica de disseny completa amb bateries de liti i per una bona raó. Com tots hem vist, la química i la densitat d’energia que permeten que les bateries de ions de liti funcionin tan bé també les fa inflamables, de manera que quan funcionen malament, sovint es produeixen un embolic espectacular i perillós.
No es creen igual totes les químiques de liti. De fet, la majoria dels consumidors nord-americans –a banda dels aficionats a l’electrònica– només coneixen una gamma limitada de solucions de liti. Les versions més comunes es construeixen a partir de formulacions d’òxid de cobalt, òxid de manganès i òxid de níquel.
Primer, fem un pas enrere en el temps. Les bateries d'ions de liti són una innovació molt més recent i només han estat durant els últims 25 anys. Durant aquest temps, les tecnologies de liti han augmentat en popularitat, ja que han demostrat ser valuoses per alimentar electrònica més petita, com ordinadors portàtils i telèfons mòbils. Però, com es recorda de diverses notícies dels darrers anys, les bateries d’ions de liti també van guanyar la reputació de calar foc. Fins als últims anys, aquest era un dels motius principals que el liti no s’utilitzava habitualment per crear grans bancs de bateries.
Però després va venir fosfat de ferro-liti (LiFePO4). Aquest nou tipus de solució de liti era intrínsecament incombustible, alhora que permetia una densitat d'energia lleugerament inferior. Les bateries LiFePO4 no només eren més segures, sinó que tenien molts avantatges respecte a altres químiques de liti, especialment per a aplicacions d’alta potència, com ara les energies renovables.
Abans d’endinsar-nos en les característiques de seguretat del fosfat de liti-ferro, ens informem de com es produeixen, en primer lloc, les fallades de la bateria de liti.
Les bateries de ions de liti exploten quan la càrrega completa de la bateria s’allibera a l’instant o quan els productes químics líquids es barregen amb contaminants estranys i s’encenen. Això sol passar de tres maneres: danys físics, sobrecàrrega o ruptura d’electròlits.
Per exemple, si el separador intern o el circuit de càrrega estan danyats o funcionen malament, no hi ha barreres de seguretat per evitar que els electròlits es fusionin i provoquin una reacció química explosiva, que després trenca l’embalatge de la bateria, combina la suspensió química amb oxigen i a l’instant encén tots els components.
Hi ha altres maneres en què les bateries de liti poden explotar o cremar-se, però escenaris de fugida tèrmica com aquests són els més habituals. El terme comú és un terme relatiu, però, perquè les bateries de ions de liti alimenten la majoria dels productes recarregables del mercat, i és bastant estrany que es produeixin recuperacions a gran escala o esglai de seguretat.
Tot i que les bateries de fosfat de liti-ferro (LiFePO4) no són exactament noves, ara mateix estan agafant força als mercats comercials mundials. A continuació, es mostra un detall ràpid sobre què fa que les bateries LiFePO4 siguin més segures que altres solucions de bateries de liti.
Les bateries LiFePO4 són més conegudes pel seu fort perfil de seguretat, fruit d’una química extremadament estable. Les bateries a base de fosfat ofereixen una estructura mecànica i química superior que no s’escalfa en excés fins a nivells insegurs. Per tant, proporciona un augment de la seguretat respecte a les bateries de ions de liti fabricades amb altres materials de càtode.
Això es deu al fet que els estats carregats i no carregats de LiFePO4 són físicament similars i molt robustos, cosa que permet que els ions es mantinguin estables durant el flux d’oxigen que succeeix junt amb cicles de càrrega o possibles mal funcionaments. En general, l’enllaç fosfat-òxid de ferro és més fort que el de cobalt-òxid, de manera que quan la bateria està sobrecarregada o està subjecta a danys físics, l’enllaç fosfat-òxid es manté estructuralment estable; mentre que en altres químiques de liti els enllaços comencen a trencar-se i a alliberar una calor excessiva, que finalment condueix a la fugida tèrmica.
Les cèl·lules de fosfat de liti són incombustibles, cosa que és una característica important en cas de mal maneig durant la càrrega o descàrrega. També poden suportar condicions dures, ja siguin gelades, fredes o caloroses.
Quan se sotmeten a esdeveniments perillosos, com ara col·lisió o curtcircuit, no esclataran ni prendran foc, reduint significativament qualsevol possibilitat de dany. Si trieu una bateria de liti i preveieu l'ús en entorns perillosos o inestables, és probable que LiFePO4 sigui la vostra millor elecció.
La majoria de les bateries LiFePO4 també inclouen un sistema de gestió de bateries (BMS) que té moltes funcions de seguretat addicionals, incloses; protecció contra sobrecorrent, sobretensió, sobretensió i sobretemperatura i les cel·les vénen en una carcassa d’acer inoxidable a prova d’explosió.
També val la pena esmentar que les bateries LiFePO4 no són tòxiques, no contaminen i no contenen metalls de terres rares, cosa que les converteix en una opció conscient del medi ambient. Les bateries de liti de plom àcid i òxid de níquel comporten un risc ambiental important (sobretot àcid de plom, ja que els productes químics interns degraden l'estructura de l'equip i, finalment, causen fuites). En comparació amb les bateries de plom-àcid i altres bateries de liti, les bateries de fosfat de liti-ferro ofereixen avantatges significatius, com ara una eficiència de càrrega i descàrrega millorada, una vida útil més llarga i la capacitat de cicle profund mantenint el rendiment. Les bateries LiFePO4 solen tenir un preu més alt, però un cost molt superior al llarg de la vida del producte, un manteniment mínim i una substitució poc freqüent fan que siguin una inversió que valgui la pena i una solució més segura a llarg termini.
Tens preguntes? Si us plau contacta amb nosaltres
Pagament 100% segur
