¿Por qué se hinchan las baterías de Li-Po?

Un fenómeno más común de lo que nos gustaría es el hinchamiento de una batería de Li-Po. Esta consecuencia es muy habitual y la hemos visto en muchos equipos portátiles, sobre todo en móviles y drones. Tiene una explicación y se puede prevenir pero no se puede arreglar. Las principales razones son las siguientes:

Descarga profunda

Una batería se puede hinchar al someterla a una descarga muy fuerte (descarga profunda) que la lleve por debajo de la tensión de corte de la célula, es decir 2,5V en el caso del Li-Po. Cuando pasa eso la célula es irrecuperable y normalmente se suele hinchar. En el caso de que la batería tenga circuito de protección este fenómeno se retiene, no lo evita por completo.  El circuito de protección cortaría la descarga al alcanzar un voltaje de seguridad, normalmente 3V. No obstante, las baterías pierden voltaje paulatinamente si se dejan en reposo. Por tanto, aunque una protección pueda evitar el primer impacto de una descarga profunda, si después no se realiza una carga, la batería perderá energía hasta descargarse por debajo de su umbral. Esto puede tener dos consecuencias: o se descarga profundamente hasta estropearse o no llega a descargarse por completo, pero tampoco tiene el voltaje mínimo para que el circuito de protección permita su carga. En cualquier caso, sin el mantenimiento de un experto, la batería dejaría de funcionar y probablemente se hincharía.

¿Dónde es habitual verlo?

Este suele ser el caso de las baterías de drones. Los drones suelen tener pequeñas baterías que precisan de altas descargas, hablamos de 20 o 30 veces su capacidad, lo que lo hace complicado para colocar un circuito de protección tan pequeño como la batería, para que ocupe y pese poco. Por esta razón, normalmente no llevan electrónica de protección y las baterías se estropean con facilidad. En esta aplicación es complicado evitar que se estropee la batería, habría que asegurarse de no llegar nunca al límite de la autonomía de la batería, no usar el dron con mas peso del que tiene de fábrica, no superar los limites de altura recomendado y evitar los días de más viento.

Perforación 

Otra razón para que se hinche una batería es que se perfore mecánicamente, es decir, que por alguna acción exterior se rompa la bolsa de aluminio que contiene la batería. En estos casos se produce una reacción interna y la batería se hincha. También puede ser que, aunque no se rompa la bolsa de aluminio externa, se produzca algún daño en los separadores internos. El resultado es el mismo:  se favorece una reacción química interna no deseada y la producción de otros elementos provocan el aumento de volumen del material interno de la bolsa.

¿Dónde es habitual verlo?

Esto puede ocurrir incluso como defecto de fabricación, es poco común y normalmente se detecta antes de la venta del producto. También hay casos en la batería se coloca en una caja con partes punzantes o se daña durante la manipulación. En algunos de estos casos, se puede ver dónde se perfora porque no sólo se hincha, sino que puede verse un punto de salida de productos químicos.

Presión mecánica

Colocando la batería en espacios muy estrechos puede dañarse. La batería al cargarla se suele expandir. Si la batería está metida en un sitio muy ajustado, que no le permite esa pequeña dilatación, puede ocurrir lo que decíamos en el punto anterior: que se perfore mecánicamente, provocando la reacción química secundaria y ésta que se hinche la batería.

¿Dónde es habitual verlo?

Estos casos son poco habituales, se ven en prototipos o equipos a medida en los que no se ha tenido en cuenta el margen de seguridad de dilatación.

Almacenaje a carga completa

Las baterías en reposo de Li-Po no se deben almacenar al 100% de su carga. Aunque las baterías pierden energía paulatinamente (autodescarga), si se guardan al máximo de su capacidad y no se descargan antes de los 3 meses, el exceso de energía en el seno de la batería puede favorecer reacciones químicas secundarias no deseadas y provocar que se hinche. Este caso es menos común, pues solo un bajo porcentaje de baterías en esta condición presentan la hinchazón como consecuencia, pero también puede ocurrir.

Carga continua

De igual forma que guardar una batería totalmente cargada puede favorecer las reacciones químicas secundarias, una carga continua tiene le misma consecuencia. Cuando utilizamos un cargador que no corta la carga llegado el voltaje máximo o uno que se reactive continuamente sin descargar la batería previamente, la batería se sobrecarga. El exceso de energía da lugar a reacciones no favorecidas en situaciones normales.

¿Dónde es habitual verlo?

Por esta razón, muchos móviles sufren esta consecuencia, porque en ocasiones se carga con un cargador de coche, que no tiene una carga estable, se deja conectado muchas horas sobrecargando la batería o se carga con un cargador nuevo que no es el adecuado para las especificaciones del producto.

 

En todos los casos, una batería inflada indica que la química interna se ha visto dañada y no es recomendable su uso. En las redes podemos encontrar varios post y vídeos donde se muestra que este fenómeno es “solucionable” extrayendo el gas resultante de la reacción química interna secundaria. Para ello, explican que hay que perforar la batería, extraer el gas y cerrar el orificio. Para comprender la magnitud de este error tendríamos que entender el comportamiento del litio en el estado químico que se encuentra en la batería. Eso lo dejaremos para otro post más adelante, pero una afirmación sencilla puede hacernos entender por qué no se debe hacer: el litio es altamente reactivo con el agua. En el medio, el aire, contiene humedad, al perforar la batería se puede sacar parte de los gases pero también puede entrar aire, por tanto, esa batería perforada volverá a hincharse, en el mejor de los casos, y en el peor se inflamará dañando el equipo en el que esté contenida.

Desde fullwat recomendamos usar células en buen estado, realizar el mantenimiento que necesitan, no guardarlas totalmente cargadas ni totalmente descargadas, no dejarlas continuamente cargando y no someterlas a descargas mayores a las establecidas en su ficha técnica.

Una batería muy inflada está dañada y se debe reponer por una nueva.

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