Ensayos de seguridad de celdas y baterías de litio frente a abuso eléctrico, térmico y mecánico

Fundamento

El programa de ensayos somete a las celdas y a las baterías a las condiciones de abuso previsibles y verifica que no haya fuego, explosión ni fuga peligrosa, y que los dispositivos de protección actúen. En el abuso eléctrico se ensayan la sobrecarga a corriente y tensión superiores a las nominales, la descarga profunda y la inversión de polaridad, y el cortocircuito externo con una resistencia definida, midiendo la corriente y la temperatura hasta que el sistema de protección corta o la celda se estabiliza. En el abuso térmico se ensaya la exposición a temperatura elevada sostenida y el ciclado térmico entre extremos, y en el abuso mecánico el aplastamiento con fuerza o deformación definidas, el impacto con una barra y masa normalizadas, la caída, la vibración y, en baterías para transporte, la simulación de altitud con baja presión. Se ensaya además la propagación de la fuga térmica: se provoca deliberadamente la falla de una celda dentro del conjunto y se verifica si el diseño impide que arrastre a las vecinas, que es lo que convierte un incidente en un incendio. Todo el ensayo se hace con registro de temperatura en múltiples puntos, de tensión y de corriente, con video y, cuando corresponde, con medición de los gases liberados. El sistema de gestión de la batería se ensaya de manera específica en sus funciones de protección y en su equilibrado.

Matriz (en qué muestra)

Celdas y baterías de ion litio de equipos portátiles; baterías de herramientas eléctricas y de vehículos ligeros; bancos de acumuladores estacionarios; baterías en transporte y en almacenamiento; baterías con antecedentes de hinchazón o de falla

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Cámara de ensayo de abuso con contención, extracción y sistema de extinción; equipo de ciclado y de carga y descarga programable de alta corriente; prensa de aplastamiento y equipo de impacto; cámaras climáticas y de altitud; mesa de vibración; adquisición de temperatura multicanal y video; analizadores de gases.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Gases de calibración de los analizadores; agentes de extinción adecuados para litio; nitrógeno de inertización.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Termopares y su fijación; contenedores de ensayo; barreras y protecciones; elementos de protección personal específicos.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Celdas y baterías, que se destruyen; termopares; agentes de extinción.

Unidad

K · temperatura máxima alcanzada por punto (°C) · corriente y tensión durante el abuso (A y V) · actuación de los dispositivos de protección y su tiempo · presencia de fuga, ventilación, llama o explosión · propagación a celdas vecinas · gases liberados

Rango de referencia

El criterio general de aceptación es la ausencia de fuego y de explosión, admitiéndose en algunos ensayos la apertura del dispositivo de ventilación; la temperatura de inicio de la fuga térmica en celdas de litio se ubica en el entorno de los 130 a 200 grados según la química, y una vez iniciada el proceso ya no se detiene

Norma que lo exige

Las normas y reglamentos sobre transporte de mercancías peligrosas, que exigen los ensayos de calificación de las baterías de litio antes de su transporte por cualquier medio; el reglamento nacional de seguridad eléctrica en cuanto a los productos con batería incorporada; las normas de seguridad de baterías para aparatos portátiles y para vehículos ligeros; las normas de almacenamiento y de gestión de residuos de baterías

Norma que describe la técnica

Las normas y manuales internacionales sobre ensayos de calificación de baterías de litio para transporte; las normas internacionales de seguridad de celdas y baterías secundarias de litio para aparatos portátiles y para aplicaciones estacionarias; las normas sobre ensayo de propagación de la fuga térmica; los procedimientos de seguridad del laboratorio de ensayo de baterías

Edición y vigencia de la norma

Normas internacionales de seguridad de baterías de litio y de su transporte vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Cada ensayo consume celdas o baterías completas

Conservación y transporte

Los ensayos se hacen en recinto de contención, con extracción, con medios de extinción específicos para litio y sin personal presente durante el evento, con vigilancia por video: una celda en fuga térmica proyecta material incandescente y libera fluoruro de hidrógeno. Las celdas se acondicionan al estado de carga especificado antes de ensayar, ya que la severidad depende fuertemente de él y una celda a plena carga es mucho más energética. Los restos se gestionan como residuo peligroso. Las celdas dañadas nunca se guardan junto a las intactas.

Límite de detección típico

No aplica: los resultados son temperaturas, tiempos y observaciones de conformidad

Incertidumbre típica

Del orden de 2 a 5 K en las temperaturas registradas; la variabilidad entre celdas del mismo lote es alta y por eso se ensayan varias unidades

Área

Electrotecnia; Higiene y seguridad; Materiales/industrial

Fecha de última actualización: 10/9/2026