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Baterías Li-Ion: ¿un peligro químico en el interior de nuestros coches?

¿Cómo funciona una batería Li-Ion?

Se utilizan baterías un poco especiales dentro de los coches eléctricos e híbridos: baterías Li-Ion. Estas baterías funcionan de manera distinta de las baterías clásicas de los coches diesel o gasolina. Los componentes utilizados en estas baterías pueden conllevar un riesgo químico.

En pocas palabras: ¿cómo funciona una batería Li-Ion?

Una batería Li-Ion funciona según la siguiente reacción: una reacción reversible de intercambio de un ion litio entre dos electrodos. El electrodo positivo se constituye generalmente de un óxido de metal de transición litiado (dióxido de cobalto o de manganeso); el electrodo negativo es habitualmente de grafito. [1] Este intercambio se realiza dentro de un electrólito líquido generalmente compuesto por la sal LiPF6 (hexafluorofosfato de litio) en solución en una mezcla de carbonato de etileno y de carbonato de propileno o de tetrahidrofurano.

Una batería Li-ion que tiene una fuga = producción de ácido fluorhídrico

Dado que el electrólito está bajo la forma líquida, puede potencialmente producir una fuga de la batería y entrar en contacto con el aire y con agua.

Dos reacciones pueden provocar la formación de ácido fluorhídrico.

  • La hidrólisis de los iones PF6- del electrólito en presencia de agua.
  • La combustión de estos iones PF6-

La hidrólisis de los iones PF6- se produce únicamente en presencia de agua en un medio que no es ni demasiado ácido ni demasiado básico (pH comprendido entre 1 y 12). Aun así, la velocidad de esta hidrólisis es débil y se producirán pocas cantidades de ácido fluorhídrico.[2] El ácido fluorhídrico es también muy tóxico.

Baterías Li-ion y combustión: un verdadero peligro.

La batería Li-Ion presenta también un riesgo de degradación mediante reacción violenta y peligrosa de combustión en caso de mal uso. Esta reacción puede producirse en cuanto la temperatura de la batería supere los 65°C, y es muy probable cuando supera los 75°C.[3]

En caso de incendio de la batería, se forma y se suelta ácido fluorhídrico por reacción de descomposición térmica del anión PF6- del electrolito contenido en la batería. Un informe del INERIS acerca de las baterías de coches eléctricos especifica este riesgo.[4] Además, los estudios INERIS indican hasta hoy que :

« Desde un punto de vista metrológico, medir los compuestos fluorados producidos en condiciones de incendio sigue siendo una operación delicada »[5]

Como consecuencia la concentración de ácido fluorhídrico formado es variable y depende particularmente de la cantidad de electrolito en combustión y de la temperatura de la combustión.

Otros gases tóxicos (óxidos de carbonos particularmente) se forman también durante la combustión del electrolito (combustión de los carbonatos de etileno y de propileno).

Para evitar que la batería tenga fugas o se queme, hace falta manipular las baterías Li-Ion con extrema precaución.

¿Qué hacer en caso de fuga de una batería Li-ion?

Si se observa una fuga del electrolito de una batería Li-Ion, es posible que este líquido contenga ácido fluorhídrico. Es necesario absorber el residuo líquido que se escapa de la batería gracias a un absorbente adaptado como un absorbente neutralizante para productos químicos ácidos ACICAPTAL® o polivalente TRIVOREX®. Se recomienda llevar equipos de protección individual.

En caso de exposición cutánea u ocular a un líquido procedente de una batería de Li-Ion, se puede producir una lesión química grave. Una descontaminación adaptada al peligro que representa el ácido fluorhídrico es necesaria. Se aconseja consultar urgentemente a un médico.

¿Qué hacer en caso de combustión de una batería Li-ion?

De manera general, las baterías de Li-Ion de los coches están aisladas y protegidas para que, en caso de combustión, no dejen escapar vapores de ácido fluorhídrico.

En caso de un accidente de carretera, si la batería prende fuego, no se debe, en la medida de lo posible, entrar en contacto con los vapores que se escapan de la batería.

En caso de exposición cutánea u ocular con productos procedentes de la combustión de baterías de Li-Ion, una descontaminación adaptada al peligro que representa el ácido fluorhídrico es necesaria. Se aconseja consultar urgentemente a un médico.

[1] Overview of Lithium-ion batteries, Panasonic, 2007
[2] The analytical and descriptive inorganic chemistry of the hydrolysis of hexafluoropnictate ions PnF6-, M.Ponikvar, B. Zemva, J.F. Liebman, J. Fluor. Chem. 2003, 123, 217-220.
[3] Wang, Q., Sun, J. and Chu, G., 2005. Lithium Ion Battery Fire And Explosion. Fire Safety Science 8: 375-382. doi:10.3801/IAFSS.FSS.8-375
[4] http://www.ineris.fr/centredoc/dossier-inerismag30-1347611239.pdf
[5] http://www.ineris.fr/centredoc/ineris-rapport-scientifique-2011-2012-bat-1353422460.pdf

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