Kako narediti baterijo varnejšo? Industrija: postopno izboljšanje je bolj zanesljivo kot subverzija

Po poročanju tujega medija The Verge baterije včasih tudi počijo. Ti videoposnetki eksplozij so strašljivi, toda znanstveniki in startupi so trdo delali, da bi izdelali varnejše baterije. Izboljšujejo zasnovo baterije in testirajo nove materiale, v upanju, da bodo enkrat za vselej rešili problem varnosti. Toda zdi se, da ima vsaka metoda past in trenutno najbolj praktična rešitev je morda najbolj dolgočasna.

Obstajajo tri strategije za izboljšanje baterije: izogibajte se uporabi vnetljive tekočine kot trdne baterije; Baterijski modul naj bo ognjevaren; Nekoliko spremenite obstoječe funkcionalne lastnosti baterije. Vsaj kar zadeva baterije, bo ta sprememba morda prišla počasi.

Za problem vžiga baterij so široko razglašena rešitev trdne baterije. Ideja je preprosta: uporabite trdne materiale kot elektrolite namesto vnetljivih tekočih elektrolitov; Trdne baterije se verjetno ne bodo vžgale. Vendar pa se ioni težje gibljejo v trdnem stanju kot v tekočini, kar pomeni, da je trdne baterije težko oblikovati, so drage in imajo lahko težave z delovanjem.

Obstajajo tri glavne metode izdelave trdnih baterij. Michael Zimmerman, materialni znanstvenik na Univerzi Tufts in ustanovitelj Ionic materials, podjetja za trdne baterije, je pojasnil, da lahko za izdelavo elektrolitov uporabite keramiko, steklo ali polimere.

Keramika in steklo sta krhka. Ko enkrat pritisnete, jih je enostavno počiti. Poleg tega jih je težko proizvesti v velikih količinah in včasih med proizvodnim procesom sproščajo strupene pline. Kar zadeva polimere, lahko nekateri prevajajo ione, vendar običajno delujejo le pri izjemno visokih temperaturah. Zimmermanova ekipa je razvila polimer, ki prevaja ione pri sobni temperaturi, vendar je tudi zaviralec gorenja.

Trenutno ionski materiali sodelujejo s proizvajalci baterij. Zimmerman upa, da bo takšne baterije izdelal v naslednjih dveh do treh letih.

Druga strategija za iskanje varnejših baterij je, da sam elektrolit postane ognjevaren, čeprav je še tekoč. Surya Moganty je glavna tehnološka direktorica NOHMs Technologies. Razvijajo elektrolite z uporabo "ionskih trdnih snovi", ki so podobne soli, vendar so pri sobni temperaturi tekočine.

Če ta material vstavite v elektrolit, bodo postali negorljivi, vendar bo tudi življenjska doba baterije problematična. NOHMs izboljšuje formulo s ciljem, da baterija, ki uporablja njegovo tehnologijo, zdrži 500 ciklov.

Zdaj najučinkovitejša strategija morda ni bistvena sprememba zasnove baterije in preoblikovanje baterije, ampak preučevanje obstoječih lastnosti baterije in nato postopoma izboljšanje. Na primer, baterija že vsebuje sistem za upravljanje baterije, ki se uporablja za spremljanje delovanja baterije in zaznavanje, ali obstaja težava. Koristna rešitev je izboljšati takšne sisteme. Navsezadnje je sistem upravljanja že del vsake baterije in proizvajalcem ni treba iskati inovativnih in dragih načinov za integracijo novih tehnologij.

"Podjetja lahko uporabljajo napredne senzorje ali druge metode za zbiranje podatkov o baterijah, zlasti v velikih napravah, kjer baterijski sistem sestavlja na tisoče baterij." Ian McClenny, analitik z inštituta za raziskave baterij Navigant Research, je poudaril, da "lahko natančno locira baterije, katerih zmogljivost ne ustreza standardu, kar je koristno za podaljšanje življenjske dobe baterije."

Podjetje za varnost baterij Amionx iz San Diega uporablja ta pristop. Bill Davidson, glavni operativni direktor podjetja, je dejal, da je njegov pristop, znan kot SafeCore, zadnja obrambna linija. SafeCore ne spreminja komponent same baterije.

Tako kot druga podjetja se tudi Amionx osredotoča na licenciranje tehnologije obstoječim proizvajalcem baterij. Če pa bo napredek prepočasen, bodo razmislili o izdelavi lastnih baterij in njihovem dajanju na trg. Davidson je dejal: "Če leta 2019 ne bom videl takšnih izdelkov na trgu, bom zelo razočaran."