Perché i pacchi batteria al litio si gonfiano e come prevenirlo?

Contenuto

Cosa succede esattamente quando un pacco batteria al litio si gonfia?

Quando le persone notano il loropacco batteria al litioQuando la batteria si ispessisce o la custodia inizia a gonfiarsi, di solito si lasciano prendere dal panico. Il gonfiore, chiamato anche rigonfiamento o sbuffo, significa che si sta accumulando gas all'interno delle celle. In un normale pacco batteria al litio, la sacca o il contenitore metallico è sigillato ermeticamente. Una volta che il gas si forma e non ha più spazio, la pressione separa gli strati e l'intero pacco si espande. Nei casi più gravi, il pacco può raddoppiare di spessore e persino rompersi.

Cause più comuni di rigonfiamento nei pacchi batteria al litio

Il gonfiore raramente si verifica per un solo motivo. Di solito diversi fattori agiscono contemporaneamente. La buona notizia è che quasi tutti i casi sono dovuti a una manciata di fattori scatenanti ben noti, facili da evitare una volta che li si conosce.

Sovraccarico: il nemico numero 1

Il sovraccarico è di gran lunga la causa più frequente. Quando la tensione supera i 4,2 V–4,25 V per cella (a seconda della composizione chimica), l'elettrolita inizia a degradarsi. Questo processo, chiamato decomposizione dell'elettrolita, crea gas come CO₂, CO e idrogeno. Anche una piccola sovraccarica di 0,1 V ripetuta più volte riempirà lentamente la cella di gas. I caricabatterie economici senza un adeguato dispositivo di interruzione o schede BMS danneggiate sono i soliti colpevoli.

Danni da scarica eccessiva e scarica profonda

Scaricare un pacco batteria al litio al di sotto della sua tensione di sicurezza (solitamente 2,5-3,0 V per cella) dissolve il collettore di corrente in rame. Quando lo si ricarica, gli ioni di rame possono formare dendriti che perforano il separatore e causano microcortocircuiti. Questi minuscoli cortocircuiti generano calore e gas a ogni ciclo, fino a quando il pacco non si gonfia visibilmente.

Le temperature estreme accelerano l'accumulo di gas

Le alte temperature accelerano quasi tutte le reazioni chimiche indesiderate all'interno della cella. Oltre i 45 °C, durante la carica o la scarica, la crescita dello strato SEI e l'ossidazione dell'elettrolita diventano molto più rapide, producendo rapidamente gas. Anche la carica al di sotto di 0 °C è altrettanto dannosa: porta alla placcatura in litio dell'anodo, che a sua volta genera gas quando il metallo placcato reagisce successivamente.

Danni fisici e cortocircuiti interni

La caduta di una batteria di una e-bike, il serraggio eccessivo delle viti di un elettroutensile o le vibrazioni di un'attrezzatura industriale possono schiacciare o perforare il rotolo di gelatina al suo interno. Anche una minima deformazione può premere il catodo e l'anodo l'uno contro l'altro attraverso il separatore. Il cortocircuito interno che ne risulta crea un intenso calore localizzato e una rapida formazione di gas.

Limiti normali di invecchiamento e ciclo di vita

Ogni batteria al litio ha un numero limitato di cicli prima che la sua composizione chimica inizi a degradarsi. Dopo 500-1000 cicli completi (a seconda della profondità di scarica e della temperatura), lo strato SEI si ispessisce e l'elettrolita si degrada lentamente. La generazione di gas fa parte del naturale processo di invecchiamento. Una batteria ben trattata può rimanere scarica per anni; una batteria molto utilizzata inizierà a gonfiarsi anche se non è mai stata utilizzata in modo improprio.

Celle di scarsa qualità o cattivo assemblaggio

Le celle di bassa qualità spesso contengono impurità o presentano un rivestimento non uniforme. Questi difetti agiscono da catalizzatori per reazioni collaterali fin dal primo giorno. Saldature scadenti, elettrolita contaminato o sfiati di sicurezza mancanti in batterie economiche rendono il rigonfiamento quasi inevitabile entro il primo anno.

Segnali premonitori che non dovresti mai ignorare

Se lo scopri in anticipo, avrai ancora tempo per agire. Fai attenzione a:
• La custodia risulta calda dopo un normale utilizzo
• Leggero rigonfiamento su un lato (confronta con una confezione nuova)
• Tempo di esecuzione ridotto anche se la tensione è normale
• Sibilo o odore insolito
Ognuna di queste condizioni significa che il pacco batterie al litio sta già producendo gas.

Cosa fare se il pacco batteria al litio si sta già gonfiando

Interrompere immediatamente l'uso. Spostare il pacco batteria in un'area ignifuga, lontano da materiali infiammabili. Non forare, schiacciare o tentare di ricaricarlo, poiché ciò potrebbe causare la formazione di fiamme. Scaricarlo lentamente fino allo 0%, se possibile (utilizzando una resistenza o uno scaricatore adeguato), quindi portarlo in un centro di riciclaggio certificato. Non gettare mai un pacco batteria al litio gonfio nella spazzatura.

Modi pratici per prevenire il rigonfiamento del pacco batteria al litio

La maggior parte dei gonfiori può essere prevenuta con semplici abitudini:
• Utilizzare sempre il caricabatterie originale o un ricambio certificato
• Non lasciare mai il pacco sul caricabatterie per giorni
• Conservare al 30-50% di carica in un luogo fresco (15-25 °C) se non utilizzato per settimane
• Evitare la scarica completa; ricaricare quando rimane ancora il 20% di carica
• Tenere lontano dalla luce solare diretta e dai cruscotti delle auto in estate
• Controllare visivamente la confezione ogni pochi mesi

Domande frequenti rapide sui pacchi batteria al litio che si gonfiano

D: È ancora sicuro utilizzare una batteria al litio leggermente gonfia?
R: No. Anche un lieve rigonfiamento indica che si è verificato un danno interno. L'uso continuato può causare guasti improvvisi o incendi.

D: Posso spingere fuori il gas e continuare a usarlo?
R: Mai. La foratura rilascia vapori di elettrolita infiammabili e quasi sempre innesca un incendio.

D: Il gonfiore si fermerà se lo conservo?
R: No. Le reazioni chimiche continuano lentamente anche a riposo.

D: Quanto tempo impiega una batteria al litio a gonfiarsi dopo un uso improprio?
A: Da pochi giorni (sovraccarico grave) a diversi mesi (sovraccarico lieve + calore).

Capire perché le batterie al litio si gonfiano aiuta a trattarle correttamente ed evitare spiacevoli sorprese. Trattatele con la cura di base e funzioneranno in modo affidabile per anni.