¿Están permitidas las baterías de litio en la Estación Espacial Internacional?

La estación solía funcionar con níquel-hidrógeno (Ni-H$_2$) pero con el inicio de una nueva generación de baterías de litio más eficientes, comenzó a cambiar su contraparte más antigua desde 2017, por medio de varias caminatas espaciales.

Las razones son obvias: (de The Verge, 2018 , énfasis mío)

Las ventajas de las baterías de iones de litio son especialmente jugosas para la NASA porque este tipo de baterías superan a sus predecesoras en términos de potencia: una celda de batería de iones de litio fabricada comercialmente es aproximadamente tres veces más poderosa que una celda de hidruro de níquel-metal . Las baterías de iones de litio también contienen mucha energía en una celda relativamente pequeña y liviana ... Las baterías de iones de litio también duran más que otras baterías de vuelos espaciales... Las baterías de iones de litio actualmente alimentan los sistemas de soporte vital en los trajes espaciales de la NASA tienen 11 años y apenas se han degradado.

En ese momento, los ingenieros no estaban preocupados por la explosión o la quema de las baterías, pero establecieron pautas estrictas de empaque y operación para garantizar que, incluso en el improbable caso de un incendio, se produzcan daños mínimos en el módulo de la nave espacial y/o sus habitantes. La página 10 de las directrices menciona explícitamente los riesgos de incendio o fugas térmicas.

... Cinco pautas cruciales$^1$sobre cómo empaquetar una batería que va a una misión de vuelo espacial humana: Primero, los ingenieros tienen que asumir que una celda explotará de manera impredecible. Por lo general, las celdas de iones de litio están diseñadas para que, si se incendian, arrojen su contenido a través de algún tipo de ventilación designada . ... considere la posibilidad de que una celda atraviese su carcasa. Para evitar eso, los ingenieros colocan tubos de acero alrededor de las celdas para contenerlas si estallan de una manera extraña.

... suficiente separación entre las celdas dentro de una batería , de modo que si una se incendia, no esté en contacto directo con las otras celdas.... Es necesario agregar materiales entre las celdas para que actúen como un disipador de calor , deteniendo las altas temperaturas se mueven más allá de una celda que explota.

La NASA debe incluir enlaces fusibles entre estas celdas [cuando] están en paralelo .

Las dos últimas reglas tienen que ver con cuidar el humo y las llamas que salen de una celda que explota... Y finalmente, necesitas algo para apagar las llamas que salen de esa chimenea.

Así que sí, en definitiva, no solo están permitidos sino que también se utilizan mucho, con especial énfasis en la seguridad.

1: La NASA está preparada si alguna vez explota una batería en el espacio

Sé por experiencia personal que es difícil llevar hardware con una batería de litio a la ISS. Hay un gran esfuerzo de investigación en la NASA para hacer una batería de litio que no tenga una conflagración descontrolada por daño. Por lo general, las baterías de las computadoras portátiles se componen de alrededor de seis celdas separadas. La idea es intercalar materiales aislantes entre las celdas de la batería para restringir cualquier incendio a una sola celda.

Sin embargo, por hoy, el hardware interior notable con baterías de litio son las computadoras portátiles Station (HP ZBook 15 G2). La NASA mitiga el riesgo en la elección del producto con pruebas exhaustivas para determinar si es probable que una batería se dañe durante su vida útil normal. La NASA también realiza pruebas de estabilidad para todas las computadoras portátiles para detectar cualquier anomalía en la batería (y otro hardware); que debería poder detectar la mayoría de las fallas espontáneas de la batería antes de que sucedan.

Los recursos necesarios para la prueba de la batería son una de las razones por las que la ISS no recibe actualizaciones de computadoras portátiles más a menudo que cada 5 a 7 años.