ABUSO TÉRMICO EM BATERIAS DE LÍTIO ÍON

 

A maneira mais direta de exceder os limites de estabilidade térmica de uma célula de lítio íon é submetê-la ao aquecimento externo.

O calor externo pode ser aplicado à maior parte da célula ou pode ser localizado em um ponto da célula, causando reações locais que se propagam para toda a célula.

Esse tipo de falha é muito raro em dispositivos eletrônicos de consumo, pois exigiria o armazenamento da célula a uma temperatura elevada de 70 a 90°C em um ambiente adiabático, altamente isolado e tempos prolongados para alcançar uma condição de fuga térmica autossustentável.

 

Embora possível essas condições raramente são alcançadas com dispositivos eletrônicos de consumo em campo.

Essas condições de falha podem ser mais prováveis ??em packs de baterias, muito compactos, de grande tamanho, muito densos, onde a alta densidade de células pode impedir a remoção de calor das células no centro do pack de baterias e provocar o auto aquecimento a longo prazo.

A falha nesse modo também pode ocorrer em certos cenários extremos de armazenamento.

Alguns exemplos podem incluir baterias de lítio íon armazenadas em prateleiras altas em armazéns não climatizados durante os meses de verão.

Também baterias expostas ao Sol durante muitas horas ou baterias de lítio íon armazenadas muito próximas de fontes de calor tais como aquecedores e fornos.

 

A exposição aguda de uma célula a altas temperaturas por exemplo, devido ao ataque de chamas, exposição a gases de combustão quentes de um incêndio próximo ou contato com células adjacentes submetidas a reações de fuga térmica induzirá prontamente a fuga térmica nessa célula.

Em packs de baterias, se uma falha interna em uma célula for suficiente para causar fuga térmica nessa célula, a transferência de calor da célula com falha causará fuga térmica nas células vizinhas do pack de baterias.

 

Assim, a reação de fuga térmica se propaga através do pack de baterias.

Por exemplo, uma falha interna de uma célula em um pack de baterias de um notebook resulta primeiro em fuga térmica da célula com falha e pode subsequentemente causar a propagação de reações térmicas por todo o restante das células do pack de baterias.

Ocasionalmente, se a transferência de calor for limitada entre as células, como por exemplo, quando as células estão bem separadas, a fuga térmica não se propaga. Evitar a propagação da fuga térmica das células tem implicações significativas para a supressão e proteção contra incêndio.

 

Do ponto de vista da proteção contra incêndio, particularmente em áreas de armazenamento a granel, o isolamento (separação térmica) de baterias de lítio íon umas das outras e de produtos de combustão quente é importante para mitigar e impedir a propagação do fogo após um incidente inicial, como uma única célula em fuga térmica.