Autora: LaTanya Schwalb
Cuatro prácticas recomendadas para que fabricantes y OEMs promuevan la seguridad, el rendimiento y la sostenibilidad
En los últimos cinco años se ha producido una rápida aceleración de las ventas de vehículos eléctricos (VE) y un aumento significativo de la capacidad de almacenamiento de energía en las redes eléctricas de todo el mundo. Las baterías son el elemento central de ambas tendencias, ya que las utilizadas en vehículos eléctricos y en sistemas de almacenamiento de energía comparten características clave y son producidas muchas vezes por los mismos fabricantes. De cara a 2030, el despliegue de baterías seguirá acelerándose; la Agencia Internacional de Energía (IEA) prevé que será necesaria una expansión de seis veces la capacidad mundial de almacenamiento de energía para cumplir con los objetivos climáticos clave (lo que requerirá 1.200 GW de almacenamiento en baterías).
Complejidad en medio de la rápida comercialización de sistemas de almacenamiento de energía
A medida que las tecnologías de baterías se comercializan y escalan, surgen diversos retos que abarcan desde la composición química de las baterías hasta sus aplicaciones:
Seguridad
La manipulación inadecuada, los defectos de fabricación y los fallos operativos posibles en los sistemas de baterías pueden provocar incendios y explosiones. Esto puede crear riesgos significativos tanto en los entornos de fabricación como para los usuarios finales, los equipos de emergencia y además personas.
Impacto ambiental
El diseño, el abastecimiento y la fabricación responsables, así como la gestión adecuada de la eliminación y el reciclaje de baterías, pueden ayudar a minimizar los impactos ambientales de la producción.
Rendimiento
Dada la amplia variedad de diseños de baterías, métricas de rendimiento y condiciones a las que se ven expuestas en distintos entornos y aplicaciones, a menudo es necesario evaluar los sistemas, paquetes y celdas mediante múltiples métodos para determinar adecuadamente los posibles problemas.
Cumplimiento de normativas en constante evolución
Mantenerse al día con los marcos regulatorios y de cumplimiento normativo em constante evolución es esencial para que los sistemas de baterías cumplan con los requisitos de seguridad, medio ambiente y rendimiento necesarios para su aceptación en el mercado. Estos marcos suelen evolucionar a la par de las tecnologías subyacentes, lo que añade complejidad al panorama que los fabricantes deben gestionar.
Todas estas dimensiones tienen repercusiones en el mundo real. Accidentes recientes en el ámbito de la fabricación, como el incendio de una batería en una fábrica de Corea del Sur, o los incendios provocados por productos terminados, como las bicicletas eléctricas, en la ciudad de Nueva York (EE. UU.), han causado la muerte de decenas de personas y han dejado a muchas otras heridas.
Cómo los innovadores en baterías pueden fomentar la seguridad y el rendimiento en favor de la sostenibilidad
A continuación, se presentan consideraciones clave para que los fabricantes y los fabricantes de equipos originales (OEMs) mejoren la seguridad y el rendimiento, así como para fomentar la sostenibilidad, a medida que amplían la fabricación y el despliegue de sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías (BESS).
Pruebas de seguridad
Los fabricantes pueden colaborar de manera proactiva con empresas independientes, de tercera parte, cualificadas para probar y certificar productos, con el fin de lanzar al mercado sistemas de baterías más seguros. Entre los parámetros clave de las pruebas se incluyen:
- Pruebas de fuga térmica (“thermal runaway”): Evalúan las baterías en condiciones que podrían provocar el sobrecalentamiento de las celdas, propagarse potencialmente a otras celdas o causar un incendio o una explosión.
- Pruebas de cortocircuito: Evalúan la respuesta de las baterías ante cortocircuitos internos y externos para ayudar a prevenir otros riesgos de seguridad.
- Protección contra sobrecarga y sobredescarga: Evalúan la capacidad de las baterías para gestionar cargas o descargas excesivas sin sufrir fallos.
Pruebas de rendimiento
Para evaluar eficazmente las diversas características y condiciones que abarcan las pruebas de rendimiento, muchos fabricantes colaboran con empresas de tercera parte cualificadas para verificar parámetros clave, cómo:
- Pruebas de vida útil (ciclos): Evalúan cuántos ciclos de carga y descarga puede soportar una batería antes de que su capacidad se degrade por debajo de un umbral utilizable.
- Pruebas de capacidad y densidad de energía: Evalúan y miden la carga total que puede almacenar una batería y su energía por unidad de peso o volumen.
- Pruebas de densidad de potencia: Evalúan la velocidad a la que una batería puede suministrar energía
Control de calidad riguroso
Los principales fabricantes de baterías buscan mejorar continuamente sus sistemas y procedimientos de control de calidad, abarcando desde las pruebas en línea hasta las inspecciones finales. Esto cobra especial importancia a medida que evolucionan las tecnologías, así como las normativas, las normas y las certificaciones de rendimiento y seguridad.
Prácticas de sostenibilidad y respeto al medio ambiente
Los fabricantes también pueden diferenciarse priorizando el análisis del impacto ambiental de sus procesos de fabricación y operaciones – esto incluye realizar evaluaciones del ciclo de vida, aumentar la transparencia de los datos y desarrollar productos aptos para el reciclaje o la reutilización segura en otras aplicaciones.
Prepárese para responder a los desafíos y las oportunidades cambiantes en el ámbito de las baterías
La proactividad puede ayudar a los fabricantes y a los OEMs a mantener una ventaja competitiva en el sector de las baterías, ya que seguirán surgiendo nuevos obstáculos y retos. Por ejemplo, a medida que lleguen al mercado sistemas y paquetes de baterías de mayor tamaño, los fabricantes y OEMs necesitarán nuevas capacidades e instalaciones de pruebas especializadas para evaluar adecuadamente la seguridad y el rendimiento en sus posibles aplicaciones.
UL Solutions ayuda a los fabricantes a evaluar y probar productos bajo normas específicas, así como a participar en grupos de trabajo para mantenerse al día e informar acerca del desarrollo de nuevas normas y requisitos de certificación a medida que evolucionan las tecnologías. Desarrollamos continuamente nuevas soluciones, como nuestras nuevas instalaciones de pruebas de baterías en Auburn Hills, Michigan (EE. UU.), que responden a la evolución del mercado y están diseñadas para ayudar a los fabricantes a adaptarse a un panorama industrial cambiante y a seguir lanzando al mercado productos seguros y con un rendimiento verificado.
Fuentes
1 Rapid expansion of batteries will be crucial to meet climate and energy security goals set at COP28, IEA News, https://www.iea.org/news/rapid-expansion-of-batteries-will-be-crucial-to-meet-climate-and-energy-security-goals-set-at-cop28
2 Fatal South Korea Factory Fire Highlights Need for Better Battery Regulation, NFPA, https://www.nfpa.org/news-blogs-and-articles/blogs/2024/06/24/south-korea-battery-factory-fire-highlights-need-for-better-battery-regulation
3 Mayor Adams Takes New Actions to Prevent Deadly Lithium-Ion Battery Fires, Promote Safe E-Bike Charging and Usage, NYC.Gov, https://www.nyc.gov/office-of-the-mayor/news/574-24/mayor-adams-takes-new-actions-prevent-deadly-lithium-ion-battery-fires-promote-safe-e-bike#/0
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