Kuidas saaks uus tehnika akud ohutumaks muuta

Mobiiltelefonide akud süttivad pidevalt, kuid teadlased otsivad lahendust.

Samsung Galaxy A21 nutitelefon oli uusim teha uudiseid leeki puhkemise ja lennuki maanduma sundimise eest. Seattle-Tacoma rahvusvahelises lennujaamas toimunud õnnetuses keegi tõsiselt viga ei saanud, kuid ekspertide sõnul on vidinaakude oht aina kasvamas.

"Liitiumioonakud on muutumas igapäevaelus üldlevinud paljudes erinevates rakendustes ja erinevates mastaapides. alates väikestest elektroonikaseadmetest kuni elektrisõidukiteni kuni suurte võrgumahuliste salvestusseadmeteni. Gavin Harper, Birminghami ülikooli akuuurija, rääkis Lifewire'ile meiliintervjuus. "Iga tehnoloogia, mis salvestab tohutul hulgal energiat tihedas keskkonnas, tekitab sisemisi ohutusega seotud probleeme, kui see energia vabaneb kontrollimatult."

Patareid lennukis

Nagu hiljutine sündmus Seattle'is näitas, võivad akud hoolimata aastakümneid tehtud jõupingutustest ohutuse suurendamiseks siiski põleda.

Osa probleemist on see, et akuõnnetused on numbrimäng. GSMA analüütikute sõnul Mobiilseade on maailmas 5,27 miljardil inimesel. sellest, umbes 97% ameeriklastest omab mobiiltelefoniPew Research Centeri andmetel.

Kui liitiumioonakul tekib lühis, mis võib juhtuda auto akuelemendi läbitorkamisel või kuumuse käes, võib see tekitada tulekera plahvatuse, mis süttib millisekundite jooksul temperatuurini 1300 kraadi F. Sellist juhtumit on peaaegu võimatu ellu jääda, Jack Kavanaugh, Akutehnoloogia ettevõtte Nanotech Energy tegevjuht selgitas Lifewire'ile e-posti intervjuus.

Kavanaugh väidab, et elektroonikatööstuse tootjad on juba ammu teadnud liitiumioonakude tuleohtlike valemite võimalikest ohtudest. Tema sõnul jäävad liitiumioonakudega seotud juhtumid tarbijatele mõeldud vidinates siiski suures osas teatamata. 2018. aasta veebruaris teatas USA tarbekaupade ohutuse komisjon üle 25 000 ülekuumenemis- ja akupõlengujuhtumi, mis hõlmasid enam kui 400 tüüpi tarbekaupu viie aasta jooksul.

Ja aastatel 2012–2017 see teatas 49 suure energiatihedusega akude tagasikutsumist enam kui 4 miljoni seadme, sealhulgas mobiiltelefonide, tõukerataste, elektritööriistade ja sülearvutite kohta.

Leekide kustutamine

"Kõik tahavad seadet, mis kestab laadimisega terve päeva," ütles ettevõtte asepresident Micah Peterson. Aku turg, rääkis Lifewire'ile antud meiliintervjuus.

Ta lisas, et liitium-ioonakudest on saanud kõigi meie seadmete standard, kuna neil on võrreldamatu võimsustihedus.

"Ükski teine ​​akutehnoloogia ei paku väikeses vormis sama palju võimsust, kuid see maksab," ütles Peterson. "Liitiumioonakud võivad olla äärmiselt plahvatusohtlikud ja kuna need sisaldavad kõiki kütuseid ja oksüdeerijaid, mis on vajalikud tulekahju säilitamiseks isegi vaakumis, võib neid olla väga raske kustutada."

Peterson ütles, et tootjad on plahvatusi ja tulekahjusid minimeerinud sisseehitatud vooluringiga, mis jälgib aku tervist ja temperatuuri. Seda vooluringi nimetatakse akuhaldussüsteemiks või BMS-iks ja see on igas liitiumakut sisaldavas seadmes.

"BMS ei saa igal juhul akut plahvatuse eest päästa," ütles Peterson. "Mõne aasta tagune Samsung Galaxy Note 7 telefonidega palju avalikustatud probleem oli näide halvast disaini tolerantsist ja halvast kvaliteedikontrollist, mis põhjustasid tulekahjusid isegi siis, kui BMS teeb oma tööd."

Üks lahendus akude ohutusele on ohutumate kemikaalide kasutamine, soovitas Peterson. Ta lisas, et liitiumraudfosfaat (LFP) akud on näide odavast keemiast ja palju turvalisem kui liitiumioon-NMC keemia.

Teadlased ja teadlased töötavad olemasolevate liitiumioonakude täiustamise nimel. Näiteks, Nanotehnoloogiline energia on välja töötanud patenteeritud mittesüttiva Graphene-Organolyte aku, mis on väidetavalt parem turvalisuse poolest ja ületab teisi turul saadaolevaid juhtivaid liitiumioonakusid.

Austraalia Deakini ülikooli teadlased on liitiummetallist aku prototüübi väljatöötamine mis on tulekindel.

"Tehnoloogiat on arendatud alates 2016. aastast, kuid ülikool sai valitsuse rahastuse, et aidata seda edasi arendada, ja hiljutised tulemused on paljulubavad," ütles Kavanaugh. "Isegi tundub, et liitiummetallpatareide laiaulatuslik turustamine on aastate kaugusel."