Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, una larga vida útil y un buen rendimiento de carga y descarga. Sin embargo, cuando una batería de iones de litio presenta un cortocircuito interno, significa que se ha producido una trayectoria conductora anómala entre los electrodos positivo y negativo dentro de la batería.
En circunstancias normales, los iones de litio se distribuyen ordenadamente entre los electrodos positivo y negativo a través del electrolito durante el proceso de carga y descarga, y el diafragma impide eficazmente la conducción directa de electrones entre ambos electrodos. Sin embargo, cuando se produce un cortocircuito interno, el aislamiento entre los electrodos positivo y negativo se destruye, permitiendo que los electrones eviten el circuito normal y fluyan directamente del electrodo positivo al negativo, creando un cortocircuito de baja resistencia. Esta corriente anómala conlleva una serie de graves consecuencias y es una de las principales causas de fallo de la batería.
Causas comunes de cortocircuito en baterías de iones de litio
(1) Defectos de fabricación
Impurezas metálicas: Durante el proceso de fabricación de baterías de iones de litio, si la limpieza del entorno de producción no se controla adecuadamente o las materias primas contienen impurezas metálicas, estas impurezas pueden mezclarse con la batería. Cuando las partículas de impurezas metálicas penetran el diafragma y entran en contacto con los electrodos positivo y negativo, se forma un camino conductor entre ellos, provocando un cortocircuito interno.
Fresas de electrodo: Durante el proceso de fabricación del electrodo, si la operación es incorrecta o el equipo no es lo suficientemente preciso, pueden generarse pequeñas rebabas en el borde del electrodo. Estas rebabas pueden penetrar gradualmente en el diafragma a medida que se usa la batería, provocando un cortocircuito interno.
(2) Daños durante el uso
Estrés mecánico: En el uso diario, las baterías de iones de litio están inevitablemente sometidas a diversas tensiones mecánicas. Por ejemplo, si un teléfono móvil se cae accidentalmente o un coche eléctrico circula por una carretera irregular, la batería puede sufrir impactos o compresión. Cuando la batería se somete a una tensión mecánica elevada, los electrodos internos, los diafragmas y otras estructuras pueden deformarse o dañarse. Por ejemplo, el diafragma puede romperse, provocando un contacto directo entre los electrodos positivo y negativo y, por consiguiente, un cortocircuito interno.
Influencia de la temperatura: La temperatura influye significativamente en el rendimiento y la seguridad de las baterías de iones de litio. A altas temperaturas, la velocidad de reacción química en su interior se acelera, lo que puede provocar problemas como la descomposición del electrolito. En condiciones de temperatura extremadamente alta, el diafragma se deteriora e incluso puede fundirse, lo que provoca la pérdida de aislamiento entre los electrodos positivo y negativo y un cortocircuito interno. Por el contrario, a bajas temperaturas, la resistencia interna de la batería aumenta y la velocidad de migración de los iones de litio disminuye, lo que también puede generar una corriente local excesiva y un cortocircuito interno.
(3) Envejecimiento de la batería
A medida que aumenta el número de ciclos de carga y descarga de las baterías de iones de litio, estas envejecen gradualmente. Durante este proceso, se producen una serie de cambios físicos y químicos complejos en su interior. Por ejemplo, se forma gradualmente una capa SEI más gruesa en la superficie del electrodo negativo. El crecimiento de esta capa puede reducir la actividad del material del electrodo negativo y también puede generar grietas. Cuando estas grietas se extienden lo suficiente, el contacto entre el electrodo negativo y el electrolito puede deteriorarse, provocando una concentración localizada de corriente y, en consecuencia, cortocircuitos internos. Además, a medida que aumenta el número de ciclos, la estructura cristalina del material del electrodo positivo también puede modificarse, lo que reduce su estabilidad y, por lo tanto, aumenta indirectamente el riesgo de cortocircuitos internos.
Impacto de un cortocircuito en baterías de iones de litio
(1) Disminución de la capacidad de la batería
Los cortocircuitos internos pueden provocar la autodescarga de la batería, lo que conlleva un gran consumo de energía eléctrica que no puede ser suministrada al exterior para su uso por el dispositivo. Del mismo modo, tras un cortocircuito interno en una batería de iones de litio, su capacidad real disponible disminuirá gradualmente y la autonomía del dispositivo se verá considerablemente reducida.
(2) Aumento de la resistencia interna de la batería
Cuando se produce un cortocircuito interno, la distribución de corriente dentro de la batería se vuelve desigual, apareciendo una alta densidad de corriente en ciertas zonas. El aumento de la resistencia interna de la batería no solo incrementa la pérdida de energía durante la carga y descarga, reduciendo su eficiencia de conversión energética, sino que también provoca su sobrecalentamiento. Si la batería permanece en un estado de alta resistencia interna durante un tiempo prolongado, su vida útil se acortará aún más, acelerando su deterioro.
(3) Mayor riesgo de fuga térmica
El sobrecalentamiento es una de las consecuencias más graves de un cortocircuito interno en una batería de iones de litio. Cuando se produce un cortocircuito interno, una gran cantidad de energía eléctrica se convierte en energía térmica en un corto período de tiempo, lo que provoca un aumento brusco de la temperatura dentro de la batería. A medida que aumenta la temperatura, la reacción química dentro de la batería se intensifica, generando aún más calor y creando un círculo vicioso. Si este calor no se disipa de manera oportuna y eficaz, cuando la temperatura alcanza un cierto umbral, la batería sufrirá un sobrecalentamiento. En este estado, la batería puede humear, incendiarse o incluso explotar, lo que representa una grave amenaza para la seguridad personal y la propiedad.
Por lo tanto, para evitar cortocircuitos en las baterías de iones de litio, los fabricantes deben optimizar el proceso de fabricación; los usuarios también deben reforzar la gestión del uso; inspección y mantenimiento regulares.
Energía Bosa
Bosa Energy, con una capacidad de 150 GWh y más de 400 000 aplicaciones en autobuses eléctricos y vehículos utilitarios, figura entre los 5 primeros puestos de la industria china de baterías. Colaboramos con Yutong, Geely, Damiller, entre otros.
También ofrecemos sistemas ESS en contenedores y entregamos 6 GWh en 2024 (equivalente a 75 000 unidades del Modelo 3 con batería de 80 kWh). En el mercado local, ofrecemos servicios OEM a Changan, CALB, National Grid, Ping Gao Electric, Xuji Electronics y Ruineng Electronics, nuestros principales proveedores de sistemas ESS en contenedores en China.
Somos el proveedor más profesional de baterías de litio marinas en China, y nuestro volumen de exportación de baterías marinas se sitúa constantemente entre los tres primeros de China; además, somos el principal exportador de módulos de baterías de litio en China, especializados en ofrecer diversas soluciones de módulos de baterías de litio.
Gracias a su excelente calidad y rendimiento, nuestros productos son populares en más de 30 países. Además, contamos con almacenes en Alemania y los Países Bajos para garantizar la disponibilidad y entrega puntual a nuestros clientes.
Personalizado y flexible
l Alta capacidad de entrega
Amplias aplicaciones
l Amplia experiencia en paquetes de baterías de litio
