כיצד טכנולוגיה חדשה יכולה להפוך סוללות לבטוחות יותר

סוללות טלפונים סלולריים ממשיכות לעלות באש, אבל החוקרים פועלים למצוא פתרון.

סמארטפון סמסונג גלקסי A21 היה האחרון לעשות את החדשות על התלקחות בלהבות ואילץ מטוס לנחות. איש לא נפצע קשה בתאונה בנמל התעופה הבינלאומי סיאטל-טקומה, אך מומחים טוענים שהסכנה מסוללות גאדג'טים הולכת וגוברת.

"סוללות ליתיום-יון הופכות להיות נפוצות בחיי היומיום במגוון יישומים בקנה מידה שונה, כל דרך ממכשירים אלקטרוניים קטנים דרך כלי רכב חשמליים, עד למתקני אחסון גדולים בקנה מידה של רשתות", גאווין הארפר, חוקר סוללות באוניברסיטת ברמינגהם, אמר ל-Lifewire בראיון באימייל. "לכל טכנולוגיה שאוגרת כמות עצומה של אנרגיה במדיום צפוף תהיה אתגרי בטיחות מהותיים אם האנרגיה הזו תשתחרר ללא שליטה".

סוללות במטוס

כפי שהראה האירוע האחרון בסיאטל, למרות עשרות שנים של מאמצים לשפר את הבטיחות, סוללות עדיין יכולות להתלקח.

חלק מהבעיה הוא שתאונות סוללה הן משחק מספרים. לפי אנליסטים ב-GSMA, ל-5.27 מיליארד אנשים בעולם יש מכשיר נייד. של זה, כ-97% מהאמריקאים מחזיקים בטלפון נייד, על פי מרכז המחקר Pew.

אם סוללת ליתיום-יון מקצרת, מה שעלול לקרות כאשר תא סוללת רכב מנוקב או נחשף לחום, היא עלולה לייצר פיצוץ של כדור אש שמתלקח עד 1,300 מעלות פרנהייט באלפיות שניות. כמעט בלתי אפשרי לשרוד התרחשות כזו, ג'ק קוואנו, מנכ"ל חברת טכנולוגיית הסוללות Nanotech Energy, הסביר ל-Lifewire בראיון במייל.

יצרנים בתעשיית האלקטרוניקה יודעים זמן רב על הסיכונים הפוטנציאליים של הנוסחאות הדליקות בסוללות ליתיום-יון, טוען Kavanaugh. ובכל זאת, הוא אמר, תקריות סוללת ליתיום-יון בגאדג'טים לצרכן לא מדווחות ברובן. בפברואר 2018, דיווחה הוועדה האמריקאית לבטיחות מוצרי צריכה למעלה מ-25,000 תקריות התחממות יתר ושריפות סוללות שכללו יותר מ-400 סוגים של מוצרי צריכה במשך חמש שנים.

ומ-2012 עד 2017, זה דיווח 49 ריקול של סוללות בצפיפות אנרגיה גבוהה הנוגעות ליותר מ-4 מיליון מכשירים, כולל טלפונים ניידים, קורקינטים, כלי עבודה חשמליים ומחשבים ניידים.

כיבוי הלהבות

"כולם רוצים מכשיר שיכול להחזיק מעמד כל היום בטעינה", מיכה פיטרסון, סגן נשיא ב- שוק הסוללות, אמר ל-Lifewire בראיון באימייל.

הוא הוסיף כי סוללות ליתיום-יון הפכו לסטנדרט עבור כל המכשירים שלנו בגלל צפיפות ההספק שאין כמותה.

"אף טכנולוגיית סוללה אחרת לא מתקרבת להציע את אותה כמות כוח בפורמט קטן, אבל זה כרוך במחיר", אמר פיטרסון. "סוללות ליתיום-יון יכולות להיות נפיצות ביותר, ומכיוון שהן מכילות את כל הדלקים והמחמצנים הדרושים לשמירה על שריפה גם בוואקום, הן עלולות להיות מאוד קשות לכיבוי".

היצרנים צמצמו פיצוצים ושריפות עם מעגלים מובנים המנטרים את בריאות הסוללה והטמפרטורה, אמר פיטרסון. מעגל זה נקרא Battery Management System, או BMS, והוא נמצא בכל מכשיר המכיל סוללת ליתיום.

"BMS לא יכול להציל סוללה מפיצוץ בכל המקרים", אמר פיטרסון. "הנושא המתוקשר לפני כמה שנים עם טלפונים של סמסונג גלקסי נוט 7 היה דוגמה לסובלנות עיצוב גרועה ובקרת איכות ירודה שגרמה לשריפות אפילו כשה-BMS עושה את עבודתו."

אחד הפתרונות לבטיחות הסוללה הוא השימוש בכימיה בטוחה יותר, הציע פיטרסון. הוא הוסיף שסוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP) הן דוגמה לכימיה זולה לייצור ובטוחה הרבה יותר מכימיה של ליתיום-יון NMC.

חוקרים ומדענים פועלים לשיפור סוללות ליתיום-יון קיימות. לדוגמה, ננוטק אנרגיה פיתחה סוללת Graphene-Organolyte קניינית ולא דליקה, שלטענתה היא עדיפה בבטיחות ועולה על סוללות ליתיום-יון מובילות אחרות הקיימות בשוק.

מדענים מאוניברסיטת דיקין באוסטרליה פיתוח אב טיפוס של סוללת ליתיום מתכת שהוא עמיד בפני אש.

"הטכנולוגיה נמצאת בפיתוח מאז 2016, אבל האוניברסיטה קיבלה מימון ממשלתי כדי לעזור לפתח אותה הלאה, והתוצאות האחרונות מבטיחות", אמר קבאנו. "אפילו עדיין, נראה שהמסחור הרחב של סוללות מתכת ליתיום נמצא במרחק של שנים."