ABUSO MECÂNICO EM BATERIAS DE LÍTIO ÍON
O abuso mecânico de células pode causar um curto-circuito entre os eletrodos da célula, levando ao aquecimento localizado da célula que se propaga para toda a célula e inicia a fuga térmica.
O abuso mecânico pode ser grave e resultar em falha imediata, ou pode ser sutil, e criar uma falha na célula que resulta em uma falha interna da célula muito mais tarde ou seja, após a célula ter passado por numerosos ciclos.
Existem normas que estabelecem padrões para a tolerância mínima das células a algumas formas de abuso mecânico grave. Esses padrões exigem que as células totalmente carregadas suportem esmagamentos de placas planas e esmagamentos com ponteiras perpendiculares às superfícies dos eletrodos.
Os danos mecânicos nas células de lítio íon, esmagamento ou penetração, podem causar fuga térmica da célula.
Se o invólucro da célula for penetrado por objeto metálico, é provável que ocorra um curto-circuito entre os coletores de corrente.
A conexão dos coletores de corrente da célula pelo objeto metálico perfurante, pode provocar um curto circuito de baixa impedância e o aquecimento da célula pode ser muito baixo para resultar em fuga térmica da célula. Mas dependendo do local da perfuração, o aquecimento da célula pode ser elevado provocando a fuga térmica.
No entanto, se ocorrer esmagamento é provável que essa deformação resulte em alta impedância de curto-circuito entre as camadas dos eletrodos e inicie a fuga térmica da célula.
A suscetibilidade das células a danos mecânicos graves é um fator muito importante na segurança durante o transporte e manuseio das células. Danos durante o manuseio podem ocorrer de várias maneiras.
Packs de células ou equipamentos que contenham baterias podem ser submetidos a choques severos, isto é, podem ser derrubados, sofrer esmagamentos ou perfurações, causando danos mecânicos às células.
Por isso as embalagens usadas no transporte das células devem ser bastante robustas. Por vezes um dano mecânico leve pode se tornar um ponto de degradação do eletrodo ou do separador ao longo de vários ciclos de trabalho da célula de modo que, durante ou após o carregamento da célula, a célula sofre uma reação descontrolada térmica.
A falha por esse modo, como a maioria das falhas internas de curto-circuito da célula, é mais provável que ocorra durante o carregamento da célula ou imediatamente após o carregamento.
As células de lítio polímero, muito utilizadas em aeromodelos e drones devido ao seu peso leve, são as células mais suscetíveis a danos mecânicos pois possuem invólucro externo que pode ser facilmente ser perfurado ou esmagado. Por isso se deve adotar maiores precauções de segurança ao usar esse tipo de células.
As células e as baterias danificadas mecanicamente devem ser descartadas, e não colocadas novamente em serviço.
Na internet existem muitos vídeos e blogs sugerindo a montagem de packs de baterias pelo método “faça você mesmo” (DIY). Se sugere que as conexões entre as células sejam feitas através da soldagem comum, com ferro de solda e estanho.
Esse tipo de soldagem provoca aquecimento elevado da célula, podendo causar danos mecânicos irreversíveis, principalmente nas baterias que possuem válvulas de ventilação. Nunca se deve soldar as células com ferro de solda.