LG Chem ha desarrollado un avance clave en la seguridad de las baterías de iones de litio que podría transformar la industria de los vehículos eléctricos (VE) y dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes. El riesgo de fuga térmica, un fenómeno que puede desencadenar incendios y explosiones en las baterías, ha sido un desafío significativo en el sector. Sin embargo, con la creación de un nuevo material llamado Capa Reforzada de Seguridad (SRL), la compañía busca mitigar ese riesgo y mejorar la confianza en la tecnología de baterías, especialmente en los autos eléctricos.
El problema de la fuga térmica en las baterías de iones de litio
La fuga térmica ocurre cuando los componentes internos de una batería, como el cátodo y el ánodo, entran en contacto directo de manera accidental. Esto provoca un cortocircuito que genera una rápida acumulación de calor, llevando la temperatura de la batería a niveles peligrosos, en algunos casos superando los 1000 °C. Esta situación puede resultar en incendios o explosiones, lo que pone en riesgo tanto a los usuarios como a los dispositivos que utilizan estas baterías.
En el caso de los vehículos eléctricos, donde las baterías tienen una gran capacidad y están expuestas a condiciones extremas, este problema se vuelve aún más crítico. Por ello, encontrar soluciones que prevengan este tipo de incidentes es una prioridad para los fabricantes de baterías y automóviles.
La solución de LG Chem: capa reforzada de seguridad (SRL)
Ante este desafío, LG Chem ha desarrollado la Capa Reforzada de Seguridad (SRL), un material increíblemente fino y altamente sensible a la temperatura. Este material mide apenas 1 micrómetro, una centésima parte del grosor de un cabello humano, y su función es actuar como un “fusible inteligente” dentro de la batería. En condiciones normales, permite el flujo de electricidad sin interferencias, pero cuando la temperatura de la batería supera los niveles seguros (entre 90 °C y 130 °C), el SRL reacciona de inmediato al calor.
El SRL cambia su estructura molecular cuando detecta un sobrecalentamiento, bloqueando el flujo de corriente eléctrica y deteniendo el aumento de temperatura. De esta manera, se previene que la batería alcance niveles peligrosos que podrían desencadenar una fuga térmica. Lo más notable es que el SRL es un material reversible, es decir, cuando la temperatura de la batería vuelve a ser segura, la resistencia del material también se reduce, permitiendo que la batería continúe funcionando normalmente. Este enfoque no solo mejora la seguridad de las baterías, sino que también garantiza que no se sacrifica la eficiencia energética ni el rendimiento del dispositivo.
Para validar la eficacia del SRL, LG Chem ha llevado a cabo diversas pruebas en baterías de iones de litio, incluyendo ensayos de penetración con clavos y pruebas de impacto. En la prueba de penetración, donde se perforaron baterías móviles de óxido de cobalto y litio (LCO), ninguna de las baterías equipadas con SRL se incendió, en contraste con el 16% de las baterías estándar que pasaron la misma prueba sin incidentes.
En las pruebas de impacto, que consisten en dejar caer un peso de 10 kilogramos sobre las baterías de níquel-cobalto-manganeso (NCM) utilizadas en vehículos eléctricos, el 70% de las baterías con SRL no se encendieron, mientras que el 30% restante mostró llamas que se apagaron rápidamente. Esto contrasta con las baterías sin SRL, todas las cuales se encendieron al ser sometidas al impacto.
Estos resultados son prometedores, ya que muestran que el SRL puede reducir significativamente el riesgo de explosión en las baterías de iones de litio, brindando una mayor seguridad tanto en los automóviles eléctricos como en otros dispositivos que utilizan este tipo de baterías. Uno de los aspectos más destacables del desarrollo del SRL es su facilidad de integración en los procesos de producción en masa. LG Chem ha logrado implementar una técnica de producción rollo a rollo para fabricar el SRL a una velocidad de hasta 5 kilómetros por día. Esta capacidad de producción rápida y eficiente es crucial para que el material pueda ser adoptado de manera generalizada en la industria.
Además, el desarrollo del SRL fue fruto de una colaboración entre el equipo de investigación y desarrollo de Tecnología de Plataforma de LG Chem, el Departamento de Ingeniería de Baterías de POSTECH y LG Energy Solution, la división de almacenamiento de baterías de LG Chem. Esta sinergia permitió no solo desarrollar el material, sino también verificar su seguridad y eficiencia en diferentes escenarios.
El avance logrado por LG Chem con el SRL tiene importantes implicaciones para el futuro de los vehículos eléctricos. A medida que el mercado de los VE crece, la seguridad de las baterías se convierte en un factor clave para su adopción masiva. Con el SRL, no solo se mejora la seguridad, sino que también se abre la puerta a nuevas aplicaciones y desarrollos en el campo de las baterías. Como afirmó Lee Jong-Ku, director de tecnología de LG Chem, este avance es un “logro tangible” que no solo fortalece la competitividad de la empresa en el mercado de baterías, sino que también ofrece a los clientes la confianza de que los vehículos eléctricos que utilizan este tipo de tecnología son seguros y confiables.
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