A menudo se dice que las baterías LFP son más seguras que los sistemas de almacenamiento NMC, pero investigaciones recientes sugieren que se trata de una visión demasiado simplificada.
En el raro caso de un fallo catastrófico, se sabe que el gas residual del escape térmico de la batería de iones de litio es inflamable y tóxico, lo que lo convierte en un grave problema de seguridad. Pero aunque la generación de gases de escape se ha investigado mucho, hasta ahora no se había hecho un estudio exhaustivo del tema.
En un nuevo trabajo, investigadores de la Universidad de Sheffield, el Imperial College de Londres y la Universidad de St Andrews (Reino Unido) han realizado un metaanálisis detallado de 60 artículos para investigar los parámetros más influyentes de las baterías y las características probables de los gases de escape con el fin de determinar qué tipo de batería sería menos peligrosa.
Han descubierto que, si bien las baterías NMC liberan más gases que las LFP, las LFP son significativamente más tóxicas que las NMC en términos absolutos.
La toxicidad varía con el estado de carga (SOC). En general, un SOC más alto conlleva una mayor generación de volumen específico de gas.
Al comparar los resultados anteriores para ambas químicas, los investigadores descubrieron que las LFP son más tóxicas a menor SOC, mientras que las NMC lo son a mayor SOC. Es decir, mientras que a mayor SOC la LFP suele producir menos gases que otras químicas, a menor SOC los volúmenes pueden ser comparables entre químicas, pero en algunos casos la LFP puede generar más.
Las células prismáticas también tienden a generar mayores volúmenes específicos de gases de escape que las formas de células ofrecidas.
La composición media de los gases de escape es muy similar entre las pilas NMC y LFP, pero las pilas LFP tienen un mayor contenido de hidrógeno, mientras que las pilas NMC tienen un mayor contenido de monóxido de carbono.
Para evaluar el riesgo de incendio de cada química, los investigadores calcularon y compararon el límite inferior de inflamabilidad (LFL) de los gases de escape. Han descubierto que el LFL de las LFP y las NMC es del 6,2% y el 7,9% (en atmósfera inerte) respectivamente. Teniendo en cuenta el LFL y los volúmenes medios de gases de escape producidos, las pilas LFP superan el LFL en un volumen un 18% inferior al de las pilas NMC.
“Por lo tanto, las pilas LFP presentan un mayor riesgo de inflamabilidad, aunque se produzcan menos llamas en las pruebas de embalamiento térmico”, afirman los investigadores.
Sus conclusiones se exponen en el artículo “Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure – Considering toxic and flammable compounds” (Revisión de las emisiones de gases derivadas de fallas térmicas desbocadas de baterías de iones de litio: consideración de compuestos tóxicos e inflamables), publicado recientemente en la revista Journal of Energy Storage.
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