새로운 기술로 배터리를 더 안전하게 만드는 방법

휴대폰 배터리에 계속 불이 붙고 있지만 연구자들은 해결책을 찾기 위해 노력하고 있습니다.

가장 최근에 나온 삼성 갤럭시 A21 스마트폰 뉴스를 만들다 화염에 휩싸여 비행기를 착륙시키기 위한 것입니다. 시애틀-타코마 국제공항에서 발생한 사고로 중상을 입은 사람은 아무도 없었지만 전문가들은 가제트 배터리로 인한 위험이 커지고 있다고 말합니다.

"리튬 이온 배터리는 다양한 규모의 다양한 응용 분야에서 일상 생활의 유비쿼터스가 되고 있습니다. 소형 전자 장치에서 전기 자동차를 거쳐 대규모 그리드 규모 스토리지 설치에 이르기까지, 개빈 하퍼버밍엄 대학의 배터리 연구원은 이메일 인터뷰에서 라이프와이어에 말했습니다. "밀도가 높은 매체에 막대한 양의 에너지를 저장하는 모든 기술은 해당 에너지가 제어할 수 없이 방출될 경우 본질적인 안전 문제가 발생합니다."

비행기의 배터리

최근 시애틀에서 발생한 사건에서 알 수 있듯이 수십 년 동안 안전을 강화하기 위한 노력에도 불구하고 배터리는 여전히 연소될 수 있습니다.

문제의 일부는 배터리 사고가 숫자 게임이라는 것입니다. GSMA의 분석가에 따르면, 전 세계 52억 7천만 명이 모바일 기기를 가지고 있습니다.. 그 중, 미국인의 약 97%가 휴대전화를 소유하고 있습니다., 퓨 리서치 센터에 따르면.

자동차 배터리 셀에 구멍이 뚫리거나 열에 노출될 때 발생할 수 있는 리튬 이온 배터리 단락이 발생하면 1,300°F(밀리초)에 점화되는 불덩어리 폭발이 발생할 수 있습니다. 이러한 현상은 생존이 거의 불가능하며, 잭 캐버노, 배터리 기술 회사인 Nanotech Energy의 CEO는 이메일 인터뷰에서 Lifewire에 설명했습니다.

전자 산업 내의 제조업체는 리튬 이온 배터리의 가연성 공식의 잠재적 위험에 대해 오랫동안 알고 있었다고 Kavanaugh는 주장합니다. 그러나 그는 소비자 기기에서 발생한 리튬 이온 배터리 사고는 거의 보고되지 않고 있다고 말했습니다. 2018년 2월, 미국 소비자 제품 안전 위원회 보고 5년 동안 400가지 이상의 유형의 소비자 제품과 관련된 25,000건 이상의 과열 및 배터리 화재 사고.

그리고 2012년부터 2017년까지 그것은보고했다 49는 휴대폰, 스쿠터, 전동공구, 노트북 등 400만 개 이상의 기기와 관련된 고에너지 밀도 배터리를 리콜합니다.

불길 끄기

"모든 사람은 한 번 충전으로 하루 종일 사용할 수 있는 장치를 원합니다."라고 의 부사장인 Micah Peterson이 말했습니다. 배터리 시장, 이메일 인터뷰에서 Lifewire에 말했습니다.

그는 리튬 이온 배터리가 타의 추종을 불허하는 전력 밀도 때문에 모든 장치의 표준이 되었다고 덧붙였습니다.

Peterson은 "다른 배터리 기술은 작은 폼 팩터에서 동일한 양의 전력을 제공하는 데 근접하지 않지만 비용이 많이 듭니다."라고 말했습니다. "리튬 이온 배터리는 폭발성이 매우 높고 진공 상태에서도 화재를 유지하는 데 필요한 모든 연료와 산화제가 포함되어 있기 때문에 소화하기가 매우 어려울 수 있습니다."

제조업체는 배터리 상태와 온도를 모니터링하는 내장 회로로 폭발과 화재를 최소화했다고 Peterson은 말했습니다. 이 회로는 배터리 관리 시스템(BMS)이라고 하며 리튬 배터리를 포함하는 모든 장치에 있습니다.

Peterson은 "BMS가 모든 경우에 폭발로부터 배터리를 구할 수는 없습니다. "몇 년 전 삼성 갤럭시 노트 7 폰으로 잘 알려진 문제는 BMS가 제 역할을 했음에도 불구하고 잘못된 설계 허용 오차와 열악한 품질 관리로 화재를 일으킨 예였습니다."

배터리 안전에 대한 한 가지 솔루션은 보다 안전한 화학 물질을 사용하는 것이라고 Peterson은 제안했습니다. 그는 리튬 인산철(LFP) 배터리가 제조하기에 저렴한 화학 물질의 한 예이며 리튬 이온 NMC 화학 물질보다 훨씬 안전하다고 덧붙였습니다.

연구원과 과학자들은 기존 리튬 이온 배터리를 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, 나노기술에너지 은 자체 개발한 불연성 그래핀-유기 전해질 배터리를 개발했으며, 이 배터리는 시장에서 판매되는 다른 선도적인 리튬 이온 배터리보다 안전하고 성능이 우수하다고 주장합니다.

호주 디킨 대학교의 과학자들은 리튬 금속 배터리 프로토타입 개발 그것은 화염 저항입니다.

Kavanaugh는 "이 기술은 2016년부터 개발 중이지만 대학은 추가 개발을 돕기 위해 정부 자금을 지원받았으며 최근 결과는 유망합니다"라고 말했습니다. "아직도 리튬 금속 배터리의 광범위한 상용화는 몇 년이 남은 것 같습니다."