Impurezas y sobrecargas: por qué explotan las baterías del Samsung Galaxy Note 7

"El ISIS ha reivindicado el Samsung Galaxy Note 7". Mientras los usuarios de Twitter se tomaban con chufla la retirada del 'smartphone', la empresa surcoreana se enfrenta a su peor pesadilla. Más de 42 millones de euros en pérdidas solo en España por un problema en la batería que ha afectado al menos a 35 unidades, y que ha provocado que los terminales se sobrecalentaran y prendieran fuego. Pero ¿es posible que un móvil explote? ¿Ha llegado la hora de arrojarlos por la ventana y regresar al busca?

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Samsung ya ha reconocido un problema "en las celdas de las baterías". La investigadora del Instituto Tecnológico de la Energía Mayte Gil apuesta por un defecto de fabricación como responsable más probable, pero aclara que el secretismo que rodea a la fabricación de las pilas impedirá conocer a ciencia cierta qué ha sucedido. "También puede ser un fallo en el 'software' que dice cuándo toca cargar y cuándo descargar, o incluso que la empresa haya arriesgado con una nueva química que no ha salido tan bien como pensaban", añade.

Cuando se calienta el electrolito líquido se transforma en vapor, que escapa del espacio en el que está encerrado produciendo una explosión

Pero hay algo que sí sabemos a ciencia cierta: las baterías de Samsung, como las de Apple y demás móviles, son de ion de litio. La energía se obtiene gracias al movimiento de una pequeña molécula cargada de litio desde el cátodo al ánodo y del ánodo al cátodo. Pero conseguir una capacidad suficiente que satisfaga al 'Homo sapiens' del siglo XXI no es sencillo. "Aquí entra en juego la química: para conseguir un buen transporte de litio la mayoría de pilas utilizan electrolitos líquidos", explica Gil.

El electrolito líquido es una solución basada en carbonato que contiene al actor principal de la batería, el ion litio. Gracias a él nuestro 'smartphone' dura encendido al menos un día, pero no está exento de riesgos: "Estos disolventes son orgánicos y volátiles. Cuando se calientan, la temperatura alcanza el punto de ebullición y pasa de líquido a vapor", comenta Gil. El resultado es que el vapor tiene que escapar del espacio hermético en el que está encerrado y "por eso se producen las explosiones".

Esto explica que las explosiones de baterías de ion litio, si bien muy infrecuentes, no sean imposibles. Al caso de Samsung se suman otros con vehículos eléctricos —más susceptibles debido a los choques—, Tesla incluido. Pero Gil llama a la calma: "No hay que alarmar porque está muy controlado. Este fallo si no hay defectos de fabricación no va a tener lugar".

El peligro de una impureza

Las baterías son dispositivos "muy delicados" que se producen "en ausencia de oxígeno", ya que este elemento oxida e inactiva el litio. "El sistema está cerrado, es un recipiente hermético que tiene una carcasa dura que evita los daños por golpes y con una pureza electroquímica muy elevada", comenta la investigadora del ITE. Además, "los controles de fabricación y calidad son exageradamente elevados".

La solución para acabar con este riesgo, pequeño pero real, consiste en sustituir los electrolitos líquidos por otros sólidos poliméricos

Con cada ciclo de carga y descarga las pilas se enfrentan a sobrecargas, pero la pureza del sistema garantiza su seguridad. El desastre llega cuando hay un defecto en la producción de los electrodos en forma de impureza: "Basta un microgramo de una partícula de hierro, que caiga un diminuto contaminante para que se produzca un cortocircuito".

Es en esos casos en los que la batería no puede resistir las sobrecargas: "Se genera un punto de calentamiento en el que comienza a aumentar la temperatura". La química de su interior queda fuera de control sin posibilidad de marcha atrás, un fenómeno conocido como 'thermal runaway'. Todo termina cuando el disolvente líquido se evapora, provocando una explosión debido a la falta de espacio dentro de la pila.

La solución para acabar con este riesgo, pequeño pero real, consiste en sustituir los electrolitos líquidos por otros sólidos poliméricos. En ello trabaja Gil a través de proyectos europeos como Somabat: "Así no habría evaporación de disolventes, que es lo que produce la explosión. Serían baterías más seguras". La investigadora asegura que habrá que esperar una década antes de que llegue este cambio, ya que este tipo de pilas todavía no tiene una capacidad suficiente como para satisfacer a los usuarios de 'smartphones', vehículos y portátiles.