Πώς η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να κάνει τις μπαταρίες ασφαλέστερες

Οι μπαταρίες των κινητών τηλεφώνων συνεχίζουν να παίρνουν φωτιά, αλλά οι ερευνητές εργάζονται για να βρουν μια λύση.

Ένα smartphone Samsung Galaxy A21 ήταν το πιο πρόσφατο κάντε τα νέα γιατί ξέσπασε στις φλόγες και ανάγκασε ένα αεροπλάνο να προσγειωθεί. Κανείς δεν τραυματίστηκε σοβαρά στο ατύχημα στο διεθνές αεροδρόμιο του Σιάτλ-Τακόμα, αλλά οι ειδικοί λένε ότι ο κίνδυνος από τις μπαταρίες των gadget αυξάνεται.

«Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου γίνονται πανταχού παρούσες στην καθημερινή ζωή σε μια σειρά εφαρμογών σε διαφορετικές κλίμακες, σε όλες τις από μικρές ηλεκτρονικές συσκευές μέχρι ηλεκτρικά οχήματα, μέχρι εγκαταστάσεις αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας δικτύου." Γκάβιν Χάρπερ

, ένας ερευνητής μπαταριών στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email. «Οποιαδήποτε τεχνολογία αποθηκεύει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας σε ένα πυκνό μέσο θα έχει εγγενείς προκλήσεις ασφάλειας εάν αυτή η ενέργεια απελευθερωθεί ανεξέλεγκτα».

Μπαταρίες σε αεροπλάνο

Όπως έδειξε η πρόσφατη εκδήλωση στο Σιάτλ, παρά τις προσπάθειες δεκαετιών για ενίσχυση της ασφάλειας, οι μπαταρίες μπορούν ακόμα να καούν.

Μέρος του προβλήματος είναι ότι τα ατυχήματα με μπαταρία είναι ένα παιχνίδι αριθμών. Σύμφωνα με αναλυτές της GSMA, 5,27 δισεκατομμύρια άνθρωποι στον κόσμο έχουν φορητή συσκευή. Από αυτό, περίπου το 97% των Αμερικανών έχουν κινητό τηλέφωνο, σύμφωνα με το Pew Research Center.

Εάν μια μπαταρία ιόντων λιθίου βραχυκυκλώσει, κάτι που μπορεί να συμβεί όταν ένα στοιχείο μπαταρίας αυτοκινήτου τρυπηθεί ή εκτεθεί σε θερμότητα, μπορεί να προκαλέσει έκρηξη βολίδας που αναφλέγεται στους 1.300 βαθμούς F σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ένα τέτοιο περιστατικό είναι σχεδόν αδύνατο να επιβιώσει, Τζακ Κάβανο, Ο Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας τεχνολογίας μπαταριών Nanotech Energy, εξήγησε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.

Οι κατασκευαστές στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών γνώριζαν από καιρό τους πιθανούς κινδύνους των εύφλεκτων συνθέσεων στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, ισχυρίζεται ο Kavanaugh. Ωστόσο, είπε, τα περιστατικά μπαταριών ιόντων λιθίου σε συσκευές καταναλωτών δεν αναφέρονται σε μεγάλο βαθμό. Τον Φεβρουάριο του 2018, ανέφερε η Επιτροπή Ασφάλειας Καταναλωτικών Προϊόντων των ΗΠΑ πάνω από 25.000 περιστατικά υπερθέρμανσης και πυρκαγιάς μπαταρίας που αφορούν περισσότερους από 400 τύπους καταναλωτικών προϊόντων σε διάστημα πέντε ετών.

Και από το 2012 έως το 2017, ανέφερε 49 ανακλήσεις μπαταριών υψηλής ενεργειακής πυκνότητας που αφορούν περισσότερες από 4 εκατομμύρια συσκευές, συμπεριλαμβανομένων κινητών τηλεφώνων, σκούτερ, ηλεκτρικών εργαλείων και φορητών υπολογιστών.

Σβήσιμο των φλόγων

«Όλοι θέλουν μια συσκευή που μπορεί να αντέξει όλη μέρα με φόρτιση», είπε ο Micah Peterson, αντιπρόεδρος στο Αγορά μπαταριών, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.

Πρόσθεσε ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν γίνει το πρότυπο για όλες τις συσκευές μας λόγω της απαράμιλλης πυκνότητας ισχύος τους.

«Καμία άλλη τεχνολογία μπαταριών δεν πλησιάζει στο να προσφέρει την ίδια ποσότητα ενέργειας σε μικρή μορφή, αλλά αυτό έχει κόστος», είπε ο Peterson. «Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορεί να είναι εξαιρετικά εκρηκτικές και δεδομένου ότι περιέχουν όλα τα καύσιμα και τα οξειδωτικά που απαιτούνται για τη διατήρηση της πυρκαγιάς ακόμη και στο κενό, μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να σβήσουν».

Οι κατασκευαστές έχουν ελαχιστοποιήσει τις εκρήξεις και τις πυρκαγιές με ενσωματωμένο κύκλωμα που παρακολουθεί την υγεία και τη θερμοκρασία της μπαταρίας, είπε ο Peterson. Αυτό το κύκλωμα ονομάζεται Σύστημα Διαχείρισης Μπαταριών ή BMS και βρίσκεται σε κάθε συσκευή που περιέχει μπαταρία λιθίου.

"Ένα BMS δεν μπορεί να σώσει μια μπαταρία από μια έκρηξη σε όλες τις περιπτώσεις", είπε ο Peterson. "Το πολυδιαφημισμένο ζήτημα πριν από μερικά χρόνια με τα τηλέφωνα Samsung Galaxy Note 7 ήταν ένα παράδειγμα κακής σχεδίασης ανοχής και κακού ποιοτικού ελέγχου που προκαλούσαν πυρκαγιές ακόμη και όταν το BMS κάνει τη δουλειά του."

Μια λύση για την ασφάλεια της μπαταρίας είναι η χρήση ασφαλέστερων χημικών ουσιών, πρότεινε ο Peterson. Πρόσθεσε ότι οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP) αποτελούν παράδειγμα φθηνής χημείας για κατασκευή και πολύ πιο ασφαλείς από τις χημικές ουσίες NMC ιόντων λιθίου.

Ερευνητές και επιστήμονες εργάζονται για να βελτιώσουν τις υπάρχουσες μπαταρίες ιόντων λιθίου. Για παράδειγμα, Νανοτεχνολογία Ενέργεια έχει αναπτύξει μια ιδιόκτητη, μη εύφλεκτη μπαταρία Graphene-Organolyte, η οποία ισχυρίζεται ότι είναι ανώτερη σε ασφάλεια και υπερέχει άλλων κορυφαίων μπαταριών ιόντων λιθίου που διατίθενται στην αγορά.

Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Deakin στην Αυστραλία είναι αναπτύσσοντας ένα πρωτότυπο μπαταρίας μετάλλου λιθίου που είναι ανθεκτικό στη φλόγα.

«Η τεχνολογία βρίσκεται υπό ανάπτυξη από το 2016, αλλά το πανεπιστήμιο έλαβε κρατική χρηματοδότηση για να βοηθήσει στην περαιτέρω ανάπτυξή της και τα πρόσφατα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα», είπε ο Kavanaugh. «Ακόμα και πάλι, φαίνεται ότι η ευρεία εμπορευματοποίηση των μπαταριών μετάλλου λιθίου απέχει χρόνια».