Objetivo: mejorar la seguridad de las baterías de ion litio de los coches eléctricos
Los problemas asociados al thermal runaway de las baterías de ion litio
Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertenecientes al Instituto CMT Motores Térmicos, trabajan en diferentes proyectos nacionales e internacionales para mejorar la seguridad de las baterías de ion litio, las más utilizadas actualmente en los vehículos eléctricos.
Researchers of the CMT-Motores Térmicos Institute (UPV, Spain).
UPV
Tal y como apunta Antonio García, investigador del CMT-Motores, el futuro del sector de la automoción pasa, en gran medida, aunque no exclusivamente, por el uso masivo de las baterías eléctricas de ion litio, si bien actualmente hay algunos problemas que pueden afectar a su seguridad. Uno de ellos es su estabilidad térmica.
“Las baterías de ion litio en ciertas condiciones no son seguras. Hay un fenómeno que se conoce como fuga térmica (thermal runaway), que puede acabar provocando el incendio de la batería, con el consiguiente riesgo para los ocupantes del vehículo. La energía térmica liberada durante este proceso es del orden de 5,4 veces la energía eléctrica contenida en la batería, por lo que hay que extremar las precauciones. La inestabilidad térmica de las baterías se puede dar en condiciones de alta demanda, por ejemplo, durante las cargas rápidas. Si esto no se gestiona bien, puede entrar en fuga térmica y generar un incendio. Como apunte, una ciudad alemana ya ha prohibido el estacionamiento de coches eléctricos en garajes subterráneos”, explica García.
Para reducir esos riesgos, el equipo del CMT-Motores Térmicos de la UPV trabaja en dos proyectos europeos y otros dos nacionales cuyo objetivo es descifrar mejor todos los problemas asociados al thermal runaway de las baterías de ion litio, tanto actuales como las que llegarán al mercado en los próximos quince años.
“Estamos aplicando nuestros más de 40 años de trabajo centrados en motores de combustión a este fenómeno que afecta a las baterías de ion litio. Queremos conocer hasta el más mínimo detalle del proceso de combustión en baterías para contribuir a hacerlas lo más seguras posibles. Y ya tenemos nuestros primeros resultados”, apunta Javier Monsalve.
Uno de ellos es el desarrollo de una instalación experimental, en colaboración con AVL Ibérica, para poder visualizar cómo se desarrolla el proceso de combustión de una batería. Junto con el análisis de los gases emitidos, se podrá realizar una caracterización físico-química del proceso en distintas condiciones como diferentes estados de carga, composición del ambiente, etc., que permitirán el desarrollo de mecanismos de cinética química asociados al proceso.
Además, el equipo de la UPV trabaja en el proyecto DETEBAT-VE, financiado por la Generalitat Valenciana, enfocado a que las empresas que actualmente prestan servicios a Ford Almussafes se reorienten hacia la electrificación.
“El objetivo del proyecto es crear un demostrador de paquete de baterías de alto contenido energético que permita el desarrollo y validación de las tecnologías imprescindibles para incrementar su autonomía, seguridad y sostenibilidad. Desde el CMT trabajamos en los aspectos de seguridad, control térmico y desarrollo del sistema de gestión energética de la batería”, apunta Monsalve.
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