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¿Por qué hay que hacer pruebas de seguridad de las baterías de litio?

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El uso de baterías de iones de litio en la electrónica portátil está de moda hoy en día debido a sus ventajas sobre otros tipos de baterías.

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El uso de baterías de iones de litio en la electrónica portátil está de moda hoy en día debido a sus ventajas sobre otros tipos de baterías. Sin embargo, antes de que las baterías de iones de litio se utilicen para alimentar dispositivos tecnológicos, se someten a procesos de prueba y validación, lo que garantiza que se mitigue la posibilidad de riesgos.

Estos procesos de prueba son importantes para regular una de las cuestiones importantes asociadas con las baterías de iones de litio, que es la seguridad térmica. Esto se debe a que la electrónica actual requiere el uso de baterías simples y más ligeras con una mayor capacidad para alimentar el dispositivo durante un período más largo. Esto ha aumentado la demanda en el mercado de producir baterías de litio al más alto nivel creando casos peligrosos debido al aumento del transporte junto con las personas que lo manejan.

Aquí varias razones por las que la batería de iones de litio se somete a estrictas pruebas de seguridad:

Pruebas de transporte

Todas las baterías de iones de litio fabricadas se someten al proceso de prueba de transporte según la norma de seguridad. Durante el proceso de prueba de transporte, la batería se somete a una condición de temperaturas extremadamente diferentes que imitan los efectos de los entornos de transporte. El proceso de prueba puede ser de choque, de impacto o de sal, dependiendo de la estabilidad de las baterías y las celdas.

Pruebas de seguridad y certificación

Las pruebas de seguridad y certificación de las baterías de iones de litio implican una amplia gama de pruebas de sostenibilidad, como la temperatura extrema, los voltajes y las corrientes. Este tipo de pruebas garantiza que cualquier batería de iones de litio que se someta a este proceso será segura para su uso según la norma de certificación de seguridad de la batería.

Pruebas electromagnéticas

Las pruebas electromagnéticas aseguran que cualquier dispositivo que se alimente con baterías de iones de litio no funcionará mal bajo un alto nivel de interferencia electromagnética. El proceso de prueba asegura que todos los dispositivos alimentados por baterías de iones de litio no crearán ninguna interferencia electromagnética por sí mismos (IEM).

Incluso con todos estos procesos de prueba de las baterías de litio, hay más cosas a considerar que incluyen:

La amplia aplicación de la batería de litio en la vida

La amplia aplicación de la batería de litio en las baterías de iones de litio de vida útil se utiliza ampliamente en la electrónica tecnológica, debido a su valor mejorado y a su compatibilidad en la mayoría de los aparatos electrónicos. El uso de las baterías de litio se puede observar desde los teléfonos inteligentes que utilizan baterías pequeñas hasta las baterías más grandes como las que se ven en los automóviles. Las baterías de iones de litio se han ganado la confianza de muchas personas en todo el mundo debido a su versatilidad y eficiencia.

Los tamaños de las baterías de iones de litio difieren entre sí, así como su forma, que indica la cantidad de energía que puede generar. Algunas de las aplicaciones de las baterías de iones de litio incluyen:

UPS

Teléfono móvil, ordenadores portátiles y relojes de pulsera

Sistemas de energía

Vehículos, etc.

Entre las aplicaciones mencionadas de las baterías de iones de litio en los dispositivos tecnológicos, hay otros usos de esta batería, que beneficia a los usuarios al aumentar el uso de la energía de los dispositivos tecnológicos.

El principio de funcionamiento de la batería de litio

La composición estructural de las baterías de iones de litio varía de una a otra. Incluso así, independientemente de su tamaño, todas las baterías de iones de litio están hechas con componentes como ánodo, cátodo, separador y electrolito. El electrolito es sal de litio en un disolvente orgánico inestable que requiere la combinación de ambos, litio y oxígeno, para producir un compuesto estable conocido como óxido de litio.

El cátodo dentro de la batería de litio es lo que determina las características de la batería. Es lo que indica cuál será la capacidad y el voltaje de la batería en función del material de iones de litio recubierto en el cátodo. Cuanto más alto sea el material de iones de litio recubierto en el cátodo, mayor será la capacidad y el voltaje de la batería. Otra cosa que está dentro de la batería de iones de litio es el separador, que asegura que el cátodo y el ánodo estén separados el uno del otro por razones de seguridad en todo el sistema.

El principio de funcionamiento de la batería de litio

¿Por qué explota la batería de litio

¿Por qué explota la batería de litio? Hay varios factores que hacen que una batería de iones de litio explote En la mayoría de los casos, el problema es el cortocircuito cuando el separador no logra limitar que el cátodo y el ánodo dentro de la batería se toquen entre sí. Una vez que el cátodo y el ánodo dentro de la batería de iones de litio se tocan entre sí, comenzará a sobrecalentar tanto la batería como los componentes electrónicos.

El hecho de que el separador de la batería de iones de litio no funcione correctamente es un resultado poco frecuente, especialmente si la batería de iones de litio se sometió inicialmente a un proceso de pruebas certificado.

Aquí están las razones por las que el separador de la batería podría fallar:

El mal diseño de la batería

Si la batería está mal diseñada sin fijar el separador perfectamente en su área estipulada. Es probable que provoque que la batería explote al expandirse y extraerse los componentes de la misma cuando se esté cargando, permitiendo que tanto el cátodo como el ánodo se toquen. Para evitarlo, las baterías están construidas de tal manera que el separador permanecerá fijo después de la expansión y extracción de los componentes de la batería.

Factores externos

Los factores externos que afectan a una batería de litio pueden hacer que ésta explote, ya sea por las condiciones meteorológicas o por otros efectos físicos. Una condición climática muy calurosa puede hacer que los componentes de la batería se sobrecalienten, provocando su explosión. Si se utiliza un cargador que no cumple los requisitos estipulados para la carga de una batería de litio, es probable que ésta explote.

Aunque las baterías de litio tienden a fallar y explotar en raras ocasiones. El proceso de prueba de las baterías de iones de litio es muy seguro para su uso en dispositivos electrónicos, una vez que se someten a procesos de prueba precisos. Incluso después de estos procesos de prueba, los fabricantes de baterías siempre se aseguran de que todo su desarrollo esté debidamente protegido para evitar fallos.

La importancia de las pruebas de seguridad de las baterías de litio

Hay una serie de beneficios que vienen con el uso de las pruebas de seguridad de las baterías de litio, que incluyen:

Bajo mantenimiento..

A diferencia de otros tipos de pilas que requieren mantenimiento por el aumento regular de su nivel de agua y más. Las baterías de litio no requieren este tipo de mantenimiento, sino que sólo requieren que el usuario las mantenga en condiciones ambientales específicas.

Duradero

Las baterías de iones de litio pueden durar más tiempo sin efectos secundarios o fallos hasta 8 años o más. Esto asegura que todos los dispositivos electrónicos que utilizan baterías de litio pueden durar más tiempo.

Capacidad de carga rápida

Las baterías de iones de litio pueden cargarse completamente en poco tiempo, debido a su rápida capacidad de carga. Esto hace posible que los dispositivos electrónicos con baterías de iones de litio de alta capacidad se carguen completamente en un corto período de tiempo.

Cómo probar la seguridad de la batería de litio

La prueba de seguridad de una batería de litio es el proceso en el que la batería se coloca dentro de la máquina de pruebas ambientales que imita las diferentes condiciones de temperatura externa. Un solo espécimen de la batería de litio colocado dentro de la máquina de pruebas probablemente se dañará después de cada fase de prueba porque dentro de la máquina de pruebas ambientales la temperatura puede ir de extremadamente fría a caliente dependiendo del método de prueba iniciado. Las etapas de la fase de prueba incluyen pruebas de voltaje, pruebas de resistencia interna, etc.

Durante el proceso de prueba, se pretende que todos los resultados obtenidos se registren como producidos por la máquina durante cada fase de prueba. Estos registros son los que se evaluarán después del proceso de prueba para determinar cómo reaccionará la batería de litio en determinadas condiciones ambientales.

Hay muchos estándares utilizados en las pruebas de seguridad de las baterías de litio, como IEC 62133, IEC 62619, ECE R100, UL 1642, UL 2580, UN 38.3, etc. Dependiendo del contenido de la prueba, los estándares correspondientes son diferentes, por lo que es necesario saber qué tipo de prueba de seguridad de baterías de litio se necesita probar. La mayoría de estos estándares requieren una serie de máquinas, como el probador de aplastamiento de baterías de la computadora servo, la cámara de pruebas de cortocircuito de baterías de control de temperatura, la cámara de pruebas de abuso térmico, el probador de penetración de clavos de aplastamiento de baterías, el sistema de pruebas de corvejones, la máquina de pruebas de fuga térmica, etc. Las pruebas de seguridad de las baterías de litio suelen requerir el uso de cámaras ambientales, como la cámara de pruebas de alta y baja temperatura de doble piso, cámara de pruebas de temperatura o humedad de velocidad rápida, cámara de pruebas complejas de rocío salino (de temperatura controlable), cámara de pruebas de polvo de arena, etc.