Cuando se trata de transporte, la seguridad es de suma importancia, y debido al aumento exponencial de la demanda en el mercado de vehículos eléctricos, la concienciación sobre el desbordamiento térmico y los posibles incendios de las baterías está aumentando simultáneamente. El informe de IDTechEx "Fire Protection Materials for EV Batteries 2024-2034: Markets, Trends, and Forecasts" explora diferentes tecnologías de baterías y materiales resistentes al fuego como opciones emergentes para hacer frente a los riesgos.

Las retiradas de vehículos eléctricos, aunque poco frecuentes, se han sucedido en los últimos años debido a riesgos relacionados con las fugas térmicas. Como cabía esperar, algunos de estos incendios se han producido durante colisiones o cargas rápidas, pero, de forma un tanto inesperada, a menudo ha sido mientras el vehículo está parado y no se somete a ninguna operación evidente. Esto pone de relieve la imprevisibilidad de estos incidentes.

Las baterías "celda a celda" están ganando popularidad por sus posibilidades de mejorar la densidad energética, reducir el número de piezas y disminuir los costes. Sin embargo, el apilamiento directo de todas las celdas conlleva un mayor riesgo de propagación de fugas térmicas. En el nivel de la celda, con la transición a la celda-paquete, es vital la necesidad de incorporar materiales que puedan cumplir múltiples funciones. El candidato ideal serían materiales capaces de proporcionar aislamiento térmico y eléctrico, conformabilidad e incluso estructura, al tiempo que son ligeros, finos y de bajo coste.
El Dr. James Edmondson, Director de Investigación, habla de opciones como las espumas encapsulantes para introducirse entre las celdas o las almohadillas de compresión con protección ignífuga para proteger las celdas tipo bolsa. Estos materiales pueden ayudar a evitar la propagación de la fuga térmica de célula a célula dentro del pack.

También pueden aplicarse diversos materiales debajo de la tapa, encima de los módulos o en el exterior de la batería para proporcionar una mayor protección más allá del nivel de las celdas. Algunos ejemplos son las mantas cerámicas o las láminas de mica bajo la tapa y diversos tipos de revestimientos ignífugos en la carcasa.

La gestión térmica es otra opción para reducir el riesgo de incendio. La refrigeración activa por líquido y refrigerante ya ha sustituido a las baterías refrigeradas por aire para permitir un mayor control de la temperatura de la batería. Las placas frías dentro de la batería no son habituales, pero ¿podrían influir las futuras químicas de las baterías en la forma de gestionar el calor?

Química de las baterías
El cambio de iones de litio a iones de sodio podría ser otra solución para reducir el riesgo de incendios. A pesar de que este tipo de batería sigue entrañando un riesgo, los primeros estudios señalan una menor probabilidad de desbocamiento térmico. Su capacidad para ser transportadas a 0 V también las hace menos peligrosas que las de ión-litio a la hora del transporte y el montaje.

Las baterías de estado sólido también podrían sustituir al electrolito líquido de las pilas tradicionales de iones de litio con un mejor rango de temperaturas de funcionamiento, lo que significa que tienen menos probabilidades de sobrecalentarse.

La demanda de baterías es mayor en el sector de la automoción, con países como Noruega con la mayor cuota de mercado de vehículos eléctricos del mundo. Sin embargo, otros modos de transporte también corren peligro. Los autobuses eléctricos, que realizan largas jornadas y requieren baterías más grandes, podrían ser aún más importantes de proteger, ya que son muchas las personas que viajan a bordo a lo largo del día. En Asia, los patinetes eléctricos son un medio de transporte muy popular y se suelen llevar dentro de casa, por lo que la protección contra incendios es esencial.

A pesar de que los coches de gasolina y diésel tienen más probabilidades de incendiarse, el mercado de los vehículos eléctricos, en rápido crecimiento, sigue presentando algunos riesgos. IDTechEx ha comparado las distintas opciones de materiales de protección contra incendios en términos de eficacia en la aplicación, aislamiento térmico y eléctrico, costes, etc. El informe también ofrece las cuotas de mercado de los materiales actuales y su futura adopción. La popularidad de este tema ha hecho que cada vez más empresas se interesen por el mercado. Aunque los materiales que ya se utilizan habitualmente seguirán siendo un pilar básico, se prevé que su cuota de mercado se vea algo mermada por nuevas alternativas emergentes como los aerogeles y las almohadillas de compresión.