Se tem um smartphone, um computador portátil ou um veículo elétrico, é provável que dependa de baterias de iões de lítio todos os dias. Mas sabia que estas baterias podem incendiar-se inesperadamente e causar ferimentos ou danos materiais?
É um facto preocupante, mas porque é que as pilhas de lítio se incendeiam é uma questão importante para os consumidores. Neste guia, como profissional fornecedor de baterias de lítioNo artigo, explicarei a ciência por detrás dos incêndios em baterias de lítio, analisarei alguns exemplos recentes e partilharei dicas para evitar riscos de incêndio.
Porque é que as pilhas de lítio se incendeiam?
As baterias de iões de lítio estão em todo o lado nos dias de hoje por uma boa razão - têm muita potência numa embalagem pequena e leve. No entanto, certas falhas tornam-nas propensas a sobreaquecer e a incendiar-se nas condições certas.
Eis os principais culpados pelos incêndios das baterias de lítio:
Runaway térmico
O maior perigo é algo chamado "fuga térmica". Trata-se de uma reação em cadeia em que o calor provoca a desestabilização dos químicos no interior da bateria.
À medida que as temperaturas continuam a subir no interior da bateria, a pressão aumenta. Eventualmente, o invólucro da bateria rompe-se, expondo o líquido eletrolítico inflamável ao oxigénio.
Quando o eletrólito se inflama, o fogo resultante é intenso e difícil de extinguir. Os incêndios podem atingir mais de 1.000 graus Celsius em segundos!
A fuga térmica é mais provável de acontecer quando as pilhas são sobrecarregadas, perfuradas/danificadas ou expostas a calor excessivo.
Curto-circuitos internos
O revestimento de lítio metálico durante o carregamento pode levar à formação de estruturas semelhantes a cabelos no interior da bateria. Com o tempo, estas dendrites metálicas penetram no separador e criam um curto-circuito interno entre os eléctrodos.
O grande fluxo de corrente de um curto-circuito gera calor intenso. Se as temperaturas ficarem fora de controlo, pode ocorrer uma fuga térmica e um incêndio.
Defeitos de fabrico
Por vezes, os contaminantes entram nas baterias de lítio durante a produção. Estas partículas metálicas a flutuar podem causar curto-circuitos e riscos de incêndio.
Os separadores finos ou defeituosos são outra falha de fábrica que permite que os dendritos penetrem mais facilmente. É necessário um controlo de qualidade rigoroso para evitar que as pilhas instáveis saiam da linha de montagem.
Factores externos
Factores externos, como danos físicos, podem provocar diretamente falhas na bateria.
Por exemplo:
- Expor a bateria a temperaturas ambiente elevadas
- Penetração ou esmagamento do compartimento da bateria
- Tentativa de desmontagem/reparação de bricolage
Todas estas acções podem danificar a bateria internamente e causar um sobreaquecimento catastrófico.
Problemas com o carregamento
A utilização de carregadores defeituosos ou incompatíveis é outra causa comum de incêndios com baterias de lítio.
Os problemas incluem:
- Isolamento deficiente que provoca faíscas/aquecimento perto da bateria
- Carregadores não oficiais que sobrecarregam/danificam a bateria ao longo do tempo
- As baterias de iões de lítio modernas têm proteção contra sobrecarga incorporada. Mas continua a não ser seguro utilizar carregadores não aprovados.
- Utilizar os adaptadores OEM.
Componentes de baixa qualidade
Com a descida dos preços das baterias para veículos eléctricos, alguns fabricantes cortaram nos componentes críticos:
- Sistemas de gestão de baterias (BMS)
- Cablagem interna
- Sistemas de arrefecimento
Isto afecta seriamente a segurança e torna mais provável a ocorrência de falhas durante a utilização normal.
Incêndios recentes de baterias de lítio nas notícias
Todos nós já ouvimos relatos sobre telefones, computadores portáteis ou veículos eléctricos que se incendiaram recentemente. Porque é que isto parece estar a acontecer com mais frequência?
Por um lado, a procura de baterias de lítio está a disparar a nível mundial. Mais dispositivos do que nunca dependem da tecnologia de lítio, aumentando as probabilidades de incidentes de incêndio.
A densidade populacional é outro fator, especialmente nas cidades onde as bicicletas e scooters eléctricas são populares. Muitas vezes, as infra-estruturas não estão equipadas para carregar milhões de aparelhos em simultâneo.
Vejamos alguns incêndios recentes e notáveis de baterias de lítio:
Bicicletas eléctricas de Nova Iorque
Nos últimos anos, centenas de incêndios na cidade de Nova Iorque estiveram relacionados com baterias de bicicletas e trotinetas eléctricas. Estes incidentes resultaram tragicamente em mais de uma dúzia de mortes até à data.
A cidade tem mais de 10 000 ciclistas de entrega que dependem diariamente de baterias de lítio. As práticas de carregamento inadequadas em edifícios de apartamentos apinhados de gente, com sistemas eléctricos inadequados, são a principal causa desta crise.
Incêndios em veículos Tesla
Os veículos eléctricos fornecem claramente as baterias de lítio que mais energia consomem aos consumidores. Não é de admirar que estas baterias de alta capacidade falhem ocasionalmente, embora a Tesla afirme que os riscos de incêndio ainda são menores em comparação com os carros a gasolina.
Nalguns casos preocupantes, os Teslas entraram em combustão espontânea quando estavam estacionados e desligados. A fuga térmica causada por falhas de fábrica ou pequenas colisões terá provavelmente provocado os incêndios.
Sistemas de armazenamento de energia
As baterias de grande escala fornecem eletricidade de reserva para edifícios e para a rede, mas também estão na origem de alguns incêndios de grandes dimensões. Um exemplo notável foi a explosão de uma bateria de 2 megawatts numa instalação do Serviço Público do Arizona em 2019, ferindo vários bombeiros no processo.
Estes exemplos sublinham a necessidade de uma regulamentação reforçada e de normas de prevenção de incêndios para a tecnologia das baterias de lítio.
4 dicas para evitar incêndios em baterias de lítio
Felizmente, existem algumas medidas importantes que os consumidores e os fabricantes podem adotar para minimizar os riscos de incêndio das baterias de lítio:
1. Evitar carregadores e acessórios de contrafação
Muitos incêndios têm origem na utilização de carregadores de baixa qualidade ou incompatíveis. Utilize sempre o cabo de carregamento fornecido com o dispositivo ou um substituto autêntico recomendado pelo fabricante.
2. Não cobrar demasiado
Embora as baterias de lítio tenham uma proteção integrada contra o carregamento excessivo, é melhor não deixar os aparelhos ligados à corrente durante toda a noite depois de concluído o ciclo de carregamento. O carregamento excessivo danifica as pilhas ao longo do tempo.
3. Manusear com cuidado
Deixar cair o telemóvel ou o computador portátil pode danificar as baterias de lítio de formas que não são visíveis. Quaisquer amolgadelas, cheiros ou assobios estranhos ou sinais de fuga são sinais de alerta. Elimine com segurança as baterias que apresentem estes sinais de aviso.
4. Armazenar corretamente
Não deixe os dispositivos alimentados a lítio sob a luz direta do sol ou noutros locais quentes durante longos períodos de tempo. As temperaturas ambiente elevadas aceleram as reacções químicas no interior das baterias, aumentando o risco de incêndio.
Com a procura global a duplicar nos próximos anos, a indústria das baterias de lítio tem claramente trabalho a fazer para melhorar as normas. Mas um pouco de consciencialização dos consumidores em relação às melhores práticas também ajuda muito.
Compreensão porque é que a pilha de lítio se incendeia é o primeiro passo para a segurança. Com uma maior diligência por parte dos fabricantes e dos utilizadores, podemos sentir-nos confiantes de que os nossos aparelhos não vão literalmente explodir!
