Ako urobiť batériu bezpečnejšou? Priemysel: postupné zlepšovanie je spoľahlivejšie ako podvracanie

Podľa zahraničného média The Verge batérie občas vybuchnú. Tieto videá o výbuchoch sú desivé, ale vedci a startupy tvrdo pracovali na vytvorení bezpečnejších batérií. Zlepšujú dizajn batérie a testujú nové materiály v nádeji, že raz a navždy vyriešia problém s bezpečnosťou. Zdá sa však, že každá metóda má pascu a najpraktickejšie riešenie v súčasnosti môže byť to najnudnejšie.

Existujú tri stratégie na zlepšenie batérie: nepoužívajte horľavú kvapalinu ako pevnú batériu; Urobte batériový modul ohňovzdorný; Mierne upravte existujúce funkčné charakteristiky batérie. Aspoň čo sa týka batérií, táto zmena môže prísť pomaly.

Pre problém požiaru batérie sú široko medializovaným riešením pevné batérie. Myšlienka je jednoduchá: použiť pevné materiály ako elektrolyty namiesto horľavých kvapalných elektrolytov; Je nepravdepodobné, že by sa pevné batérie vznietili. Pre ióny je však ťažšie pohybovať sa v pevnej ako v kvapaline, čo znamená, že pevné batérie sa ťažko navrhujú, sú drahé a môžu mať problémy s výkonom.

Existujú tri hlavné spôsoby výroby pevných batérií. Michael Zimmerman, materiálový vedec na Tufts University a zakladateľ spoločnosti Ionic materials, spoločnosti na výrobu pevných batérií, vysvetlil, že na výrobu elektrolytov môžete použiť keramiku, sklo alebo polyméry.

Keramika a sklo sú krehké. Akonáhle použijete tlak, je ľahké ich prasknúť. Okrem toho sa ťažko vyrábajú vo veľkých množstvách a niekedy vo výrobnom procese uvoľňujú toxické plyny. Pokiaľ ide o polyméry, niektoré môžu viesť ióny, ale zvyčajne fungujú len pri extrémne vysokých teplotách. Zimmermanov tím vyvinul polymér, ktorý vedie ióny pri izbovej teplote, no zároveň spomaľuje horenie.

V súčasnosti iónové materiály spolupracujú s výrobcami batérií. Zimmerman dúfa, že takéto batérie vyrobí v najbližších dvoch až troch rokoch.

Ďalšou stratégiou na nájdenie bezpečnejších batérií je urobiť samotný elektrolyt ohňovzdorným, aj keď je stále tekutý. Surya Moganty je technologický riaditeľ spoločnosti NOHM Technologies. Vyvíjajú elektrolyty pomocou „iónových pevných látok“, ktoré sú podobné soliam, ale pri izbovej teplote sú kvapalné.

Vložením tohto materiálu do elektrolytu budú spomaľovače horenia, ale problematická bude aj životnosť batérie. NOHMs vylepšuje vzorec s cieľom, aby batéria využívajúca jej technológiu vydržala 500 cyklov.

Teraz najefektívnejšou stratégiou nemusí byť zásadná zmena dizajnu batérie a pretvorenie batérie, ale štúdium existujúcich vlastností batérie a jej následné zlepšenie. Batéria už napríklad obsahuje systém správy batérie, ktorý slúži na monitorovanie chodu batérie a zistenie, či sa nevyskytol problém. Užitočným riešením je vylepšiť takéto systémy. Koniec koncov, systém riadenia je už súčasťou každej batérie a výrobcovia nemusia hľadať inovatívne a drahé spôsoby integrácie nových technológií.

"Podniky môžu využívať pokročilé senzory alebo iné metódy na zhromažďovanie údajov o batériách, najmä vo veľkých zariadeniach, kde batériový systém pozostáva z tisícok batérií." Ian McClenny, analytik z inštitútu pre výskum batérií Navigant Research, poukázal na to, že "môže presne lokalizovať batérie, ktorých výkon nespĺňa štandard, čo je užitočné na predĺženie životnosti batérie."

Spoločnosť Amionx v San Diegu používa tento prístup. Bill Davidson, prevádzkový riaditeľ spoločnosti, uviedol, že jej prístup, známy ako SafeCore, je poslednou líniou obrany. SafeCore nemení komponenty samotnej batérie.

Rovnako ako iné spoločnosti, aj Amionx sa zameriava na licencovanie technológií pre existujúcich výrobcov batérií. Ak je však pokrok príliš pomalý, zvážia výrobu vlastných batérií a ich uvedenie na trh. Davidson povedal: "Ak neuvidím takéto produkty na trhu v roku 2019, budem veľmi sklamaný."