Batterie agli ioni di litio e rischio di incendio: che legame c’è?

Con un costo più sostenibile e un’efficienza sempre migliore, vedremo sicuramente crescere il numero delle batterie nell’arco del prossimo decennio. Per via della loro ottima densità energetica, le batterie agli ioni di litio diventano sempre più comuni – ciò significa che anche gli incendi derivanti dalle batterie diventeranno più frequenti. Le batterie agli ioni di litio sono così diffuse che, molto probabilmente, anche il dispositivo dal quale stai leggendo questo articolo è alimentato da una di queste. Con queste premesse capiamo quindi quali sono i rischi legati a questi oggetti, e come gestirli in modo da evitare spiacevoli inconvenienti.

Perché le batterie possono prendere fuoco?

Come abbiamo spiegato in uno degli articoli precedenti, le batterie agli ioni di litio (come anche le altre tipologie di batterie) consistono in un elettrodo positivo (catodo), un elettrodo negativo (anodo) e un composto chimico, detto soluzione elettrolitica, che fa si che avvenga uno scambio di elettroni tra anodo e catodo. Mentre l’anodo è generalmente composto da grafite, differenti materiali contenenti litio sono utilizzati per il catodo – Ossido di Litio e Cobalto oppure Litio Nickel Manganese Cobalto. Durante la scarica della batteria, gli ioni di litio si spostano dall’anodo al catodo grazie alla soluzione elettrolitica. In risposta al movimento degli ioni (cariche positive) si avrà anche un movimento di elettroni (cariche negative) che andranno ad alimentare l’applicazione alla quale la batteria è connessa. Quando tutti gli ioni saranno arrivati sul catodo, la cella sarà completamente scarica e sarà necessario ricaricarla. Ritorniamo però alla soluzione elettrolitica. Essa è composta da sali di litio disciolti in un solvente organico. È proprio questo solvente organico che, se combinato con le alte temperature, diventa il principale fattore di rischio per innescare un incendio. Inoltre, il catodo contiene anche ossigeno che può essere rilasciato nel caso in cui la batteria sia soggetta a specifiche sollecitazioni (corto- circuito interno, eccessivo surriscaldamento, …). Questo significa che una batteria agli ioni di litio contiene tutti gli elementi necessari per auto-sostenere una fiamma.

Cosa accade quando una batteria prende fuoco?

Una volta acceso, il fuoco di una batteria agli ioni di litio è veramente difficile da estinguere. I comuni metodi per inibire le fiamme non funzionano e il fuoco può bruciare intensamente. In alcune circostanze, la batteria può anche esplodere. I pacchi batterie delle auto elettriche sono formati da tante piccole unità elementari dette celle. Se una cella viene danneggiata va in corto-circuito e inizia a surriscaldarsi, eventualmente anche bruciando, rilasciando gas ed elettroliti tossici ed infiammabili che fanno incendiare anche le celle circostanti. Quindi tutto parte dal difetto di una cella, che inizia poi ad espandersi col metodo appena chiarito. Questo fuoco inarrestabile è detto thermal runaway, ed è la maledizione delle batterie agli ioni di litio. Logicamente si potrebbe pensare di risolvere lanciando litri di acqua direttamente sulle fiamme, come si fa per un normale incendio. Il problema è che l’acqua può aiutare assorbendo parte del calore, ma reagisce in maniera drammatica con il litio. Non è quindi assolutamente una buona idea usare acqua per spegnere una batteria in fiamme.

Quanto è comune un incendio provocato da una batteria?

È molto raro. Le batterie vengono prodotte con dei sistemi studiati per prevenire l’innesco di una fiamma. AutoinsuranceEZ, un comparatore statunitense di assicurazioni, ha elaborato i numeri sui richiami dei veicoli e i dati forniti dal National Transportation Safety Board e dal Bureau of Transportation Statistics. Un confronto sensato rapporta gli incendi al numero di veicoli venduti e i dati così trovati mostrano che il primato spetta ai veicoli ibridi, che hanno 3.474 incendi ogni 100.000 unità. Le automobili convenzionali registrano 1.529 incendi e quelle elettriche solo 25 incendi per 100.000 esemplari. Sicuramente più pericolosi sono invece gli elettrodomestici e gli oggetti comprati in commercio, siccome attualmente essi non hanno standard stringenti sulle batterie.