Perché la batteria LiPo è gonfia?

Nel mondo dell'energia portatile, le batterie ai polimeri di ioni di litio (LiPo) sono una scelta comune grazie alla loro elevata densità di energia e al design leggero. Tuttavia, uno dei problemi che possono sorgere con queste batterie è il rigonfiamento, che spesso è indice di problemi di fondo come il sovraccarico, lo scaricamento eccessivo o l'esposizione a calore eccessivo.

Le batterie gonfie non rappresentano solo un piccolo inconveniente: comportano notevoli rischi per la sicurezza, inclusi potenziali rischi di incendio e perdite di sostanze chimiche. Comprendere il motivo per cui si verifica questo rigonfiamento, i pericoli derivanti dall'utilizzo di una batteria gonfia e le migliori pratiche per prevenire e gestire questo problema è fondamentale per chiunque faccia affidamento sulle batterie LiPo nei propri dispositivi.

Perché la mia batteria ai polimeri di litio (LiPo) è gonfia?

Una batteria LiPo gonfia è in genere un segno di reazioni chimiche interne che stanno andando male. Ciò potrebbe essere dovuto al sovraccarico, dove la batteria viene caricata oltre il limite di tensione, o al sovraccarico, dove può scaricarsi al di sotto dei livelli di sicurezza. Anche il calore eccessivo può essere un colpevole, così come i danni fisici derivanti da urti o forature. Anche l’età gioca un ruolo; poiché le batterie si degradano nel tempo, possono gonfiarsi quando raggiungono la fine della loro vita utile.

Ecco le motivazioni dettagliate:

Sovraccarico

Quando una batteria LiPo è sovraccarica, ovvero viene caricata oltre il limite massimo di tensione (solitamente circa 4,2 V per cella), si verificano reazioni chimiche eccessive sugli elettrodi. Durante il sovraccarico, l'elettrolito all'interno della batteria può decomporsi, generando gas come sottoprodotto. Questo gas si accumula all'interno della custodia della batteria, provocandone il rigonfiamento. Le reazioni chimiche durante il sovraccarico possono essere rappresentate come segue:

Decomposizione dell'elettrolita→Generazione di gas (ad es. CO2​, O2​)

Scarica eccessiva

Anche consentire a una batteria LiPo di scaricarsi al di sotto della tensione minima di sicurezza (in genere circa 3,0 V per cella) può causare rigonfiamenti. Uno scaricamento eccessivo può causare la dissoluzione dei collettori di corrente in rame della batteria nell'elettrolito, creando ioni di rame. Questi ioni possono quindi reagire con altri componenti della batteria, portando alla formazione di dendriti e gas di rame metallico. Questo processo di degrado è dannoso per la struttura interna della batteria e contribuisce al rigonfiamento.

Calore eccessivo

L'esposizione alle alte temperature accelera la decomposizione dell'elettrolito e di altri materiali della batteria, portando ad un aumento della produzione di gas. Le alte temperature possono causare la rottura dei solventi organici all'interno dell'elettrolita, rilasciando gas come anidride carbonica (CO₂) e ossigeno (O₂). L'instabilità chimica a temperature elevate aggrava l'effetto rigonfiamento.

Invecchiamento e degrado ciclico

Poiché le batterie LiPo invecchiano e subiscono numerosi cicli di carica e scarica, l'elettrolita e gli elettrodi si degradano nel tempo. La continua rottura dell'elettrolita e la ripetuta formazione e dissoluzione dello strato interfase dell'elettrolita solido (SEI) sull'anodo possono rilasciare gas. Questo degrado ciclico è una parte naturale dell'invecchiamento della batteria, ma viene accelerato da un uso improprio e da condizioni ambientali difficili.

Danno fisico

Danni fisici alla batteria, come forature o urti, possono violare gli strati protettivi della batteria. Ciò consente all'elettrolita di reagire più vigorosamente con gli elettrodi e gli altri componenti interni, determinando una rapida generazione e rigonfiamento di gas.

È sicuro utilizzare una batteria LiPo gonfia?

L'uso di una batteria LiPo gonfia non è sicuro ed è altamente sconsigliato. Il rigonfiamento indica un danno interno che potrebbe causare pericolo di incendio o perdita di sostanze chimiche. Inoltre, è probabile che una batteria gonfia funzioni in modo inaffidabile, causando potenzialmente malfunzionamenti o guasti del dispositivo.

Come evitare che una batteria LiPo si gonfi?

Prevenire il rigonfiamento delle batterie LiPo implica aderire alle migliori pratiche per l'utilizzo e la manutenzione delle batterie. Garantire una ricarica corretta utilizzando un caricabatterie progettato specificamente per batterie LiPo ed evitare il sovraccarico. Prevenire il sovraccarico evitando che la tensione della batteria scenda troppo; una buona regola pratica è evitare di scendere al di sotto di 3,0 V per cella. Anche mantenere la batteria a temperatura ambiente ed evitare temperature estreme è fondamentale. Ispeziona regolarmente la batteria per eventuali segni di danni o rigonfiamenti e sostituiscila se necessario. L'utilizzo di un caricabatterie bilanciato può aiutare a mantenere la carica uniforme su tutte le celle del pacco batteria.

È possibile riparare una batteria LiPo gonfia?

Sfortunatamente, una volta gonfiata, la batteria LiPo non può essere riparata. Tentare di farlo può essere molto pericoloso. L'approccio migliore è smaltire in sicurezza la batteria gonfia seguendo le normative locali per lo smaltimento dei rifiuti elettronici. Molte comunità hanno designato punti di raccolta per tali articoli. È sempre più sicuro ed efficiente sostituire una batteria gonfia con una nuova per garantire che i tuoi dispositivi funzionino in modo sicuro ed efficace.