Las baterías de litio han supuesto un gran avance para la humanidad. Teléfonos inteligentes, drones multirrotor, vehículos eléctricos de larga distancia, bicicletas eléctricas, computadoras portátiles para todo clima, monociclos eléctricos y patinetas: todos tenemos baterías de litio que agradecer, pero las baterías de litio de alta densidad contienen enormes cantidades de energía y pueden causar daños asombrosos cuando se produce un descontrol térmico. Entonces, los investigadores incorporaron capacidades de extinción de incendios en las propias baterías.
Es menos probable que se produzcan fugas y descargas térmicas con las baterías de litio, especialmente si se fabrican según estándares estrictos y se mantienen adecuadamente. Pero ahora que tenemos tantas baterías de litio en nuestros hogares, negocios, garajes, mochilas y vehículos, y tantas baterías baratas y de mala calidad, los incendios de baterías de litio se han convertido en una realidad. Solo en 2022, hubo más de 200 incendios de baterías de litio en la ciudad de Nueva York. Definitivamente no querrás estar cerca cuando se produzca un incendio.
Cuando se enciende una batería de litio de pequeña capacidad, la explosión es lo suficientemente potente como para volar las ventanas de la habitación. Pueden convertirse en lanzallamas que rocían metal fundido, encienden edificios y vehículos cercanos y son difíciles de extinguir una vez que se produce una fuga térmica. Pero los investigadores de la Universidad de Clemson y la Universidad de Hunan dicen que han logrado un gran avance en la búsqueda de una solución.
El equipo de investigación creó un nuevo tipo de batería de litio recargable reemplazando el típico líquido electrolito altamente inflamable por algo que normalmente se encuentra en los extintores de incendios. No sólo eso, sino que en lugar de utilizar disolventes orgánicos inflamables ordinarios como electrolito de la batería, utilizaron una versión modificada del fluido térmico no inflamable Novec 7300 de 3M.
"El electrolito permite que los iones de litio portadores de carga pasen a través del separador entre los electrodos positivo y negativo de una batería de iones de litio", escribió uno de los investigadores en un artículo para The Conversation. "Al modificar un refrigerante comercial económico para que funcione como electrolito de batería, pudimos crear una batería que puede extinguir su propio fuego".
Los electrolitos autoextinguibles funcionan bien tanto en baterías de iones de litio como de potasio y no se incendiarán incluso si un clavo penetra en la batería. La solución extintora de incendios también funciona bien como electrolito, funcionando bien en el rango de -100 a 175 °F (-75 a 80 °C), manejando el calor y el frío extremos significativamente mejor que los electrolitos tradicionales y, en algunos casos, manteniendo la capacidad de la batería durante un número mucho mayor de ciclos de carga.
También parece ser fácilmente escalable a escala comercial. "Debido a que nuestro electrolito alternativo tiene propiedades físicas similares a los electrolitos utilizados actualmente, se puede integrar fácilmente con las líneas de producción de baterías actuales. Si la industria lo acepta, anticipamos que las empresas podrán utilizar los equipos de baterías de iones de litio existentes para producir baterías no inflamables", escribieron los investigadores.