Kā jaunas tehnoloģijas var padarīt akumulatorus drošākus
Key Takeaways
- Nesen lidmašīnā aizdegās Samsung viedtālrunis, atgādinot, ka akumulatori ne vienmēr ir droši.
- Eksperti saka, ka pieaug sīkrīku akumulatoru radītās briesmas.
- Viens no akumulatoru drošības risinājumiem ir drošāku ķīmisko vielu izmantošana.
Chonticha Vatpongpee / EyeEm / Getty Images
Mobilo tālruņu akumulatori turpina aizdegties, taču pētnieki strādā, lai rastu risinājumu.
Samsung Galaxy A21 viedtālrunis bija jaunākais sniegt ziņas par uzliesmojumu un lidmašīnas piespiešanu nolaisties. Sietlas-Takomas starptautiskajā lidostā notikušajā negadījumā neviens nav guvis nopietnus ievainojumus, taču eksperti norāda, ka ierīču akumulatoru radītās briesmas pieaug.
"Litija jonu akumulatori kļūst visuresoši ikdienas dzīvē, izmantojot dažādus lietojumus dažādos mērogos, visos no mazām elektroniskām ierīcēm līdz elektriskiem transportlīdzekļiem, līdz pat lielām tīkla mēroga uzglabāšanas iekārtām. Gevins Hārpers, akumulatoru pētnieks Birmingemas Universitātē, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā. "Jebkurai tehnoloģijai, kas uzglabā milzīgu enerģijas daudzumu blīvā vidē, būs nopietnas drošības problēmas, ja šī enerģija tiks atbrīvota nekontrolējami."
Baterijas lidmašīnā
Kā parādīja nesenais notikums Sietlā, neskatoties uz gadu desmitiem ilgajiem centieniem uzlabot drošību, akumulatori joprojām var degt.
Daļa no problēmas ir tā, ka akumulatora avārijas ir skaitļu spēle. Pēc GSMA analītiķu domām, 5,27 miljardiem cilvēku pasaulē ir mobilās ierīces. no tā, aptuveni 97% amerikāņu pieder mobilais tālrunisSaskaņā ar Pew pētniecības centra datiem.
Ja litija jonu akumulatorā rodas īssavienojumi, kas var notikt, kad automašīnas akumulatora elementi tiek caurdurti vai pakļauti karstuma iedarbībai, tas var izraisīt ugunsbumbas sprādzienu, kas milisekundēs aizdegas līdz 1300 grādiem F. Šādu notikumu ir gandrīz neiespējami izdzīvot, Džeks Kavano, Akumulatoru tehnoloģiju uzņēmuma Nanotech Energy izpilddirektors Lifewire paskaidroja e-pasta intervijā.
"Ikviens vēlas ierīci, kas ar uzlādi var darboties visu dienu."
Elektronikas nozares ražotāji jau sen ir zinājuši par litija jonu akumulatoru uzliesmojošo formulu potenciālajiem riskiem, apgalvo Kavanaugh. Tomēr viņš teica, ka par litija jonu akumulatoru negadījumiem patērētāju sīkrīkos lielākoties netiek ziņots. 2018. gada februārī, ziņoja ASV Patēriņa preču drošības komisija vairāk nekā 25 000 pārkaršanas un akumulatoru ugunsgrēku gadījumu, kas saistīti ar vairāk nekā 400 patēriņa preču veidiem piecu gadu laikā.
Un no 2012. līdz 2017. gadam tā ziņoja 49 augsta enerģijas blīvuma akumulatoru atsaukumi saistībā ar vairāk nekā 4 miljoniem ierīču, tostarp mobilajiem tālruņiem, skrejriteņiem, elektroinstrumentiem un klēpjdatoriem.
Liesmu dzēšana
"Ikviens vēlas ierīci, kas ar uzlādi var darboties visu dienu," Micah Peterson, uzņēmuma viceprezidents. Akumulatoru tirgus, stāstīja Lifewire e-pasta intervijā.
Viņš piebilda, ka litija jonu akumulatori ir kļuvuši par standartu visām mūsu ierīcēm to nepārspējamā jaudas blīvuma dēļ.
"Neviena cita akumulatoru tehnoloģija ne tuvu piedāvā tādu pašu jaudas daudzumu mazā formā, taču tas maksā," sacīja Pētersons. "Litija jonu akumulatori var būt ārkārtīgi sprādzienbīstami, un, tā kā tie satur visu degvielu un oksidētājus, kas nepieciešami ugunsgrēka uzturēšanai pat vakuumā, tos var būt ļoti grūti nodzēst."
Hinterhaus Productions / Getty Images
Ražotāji ir samazinājuši sprādzienus un ugunsgrēkus ar iebūvētu shēmu, kas uzrauga akumulatora stāvokli un temperatūru, sacīja Pētersons. Šo shēmu sauc par akumulatora pārvaldības sistēmu vai BMS, un tā ir katrā ierīcē, kurā ir litija akumulators.
"BMS nevar glābt akumulatoru no sprādziena visos gadījumos," sacīja Pētersons. "Pirms dažiem gadiem plaši izplatītā problēma ar Samsung Galaxy Note 7 tālruņiem bija sliktas dizaina pielaides un sliktas kvalitātes kontroles piemērs, kas izraisīja ugunsgrēkus pat tad, ja BMS veica savu darbu."
Viens no akumulatoru drošības risinājumiem ir drošāku ķīmisko vielu izmantošana, ierosināja Pētersons. Viņš piebilda, ka litija dzelzs fosfāta (LFP) baterijas ir lētas ķīmijas piemērs un daudz drošākas nekā litija jonu NMC ķīmija.
"Jebkurai tehnoloģijai, kas uzglabā milzīgu enerģijas daudzumu blīvā vidē, būs nopietnas drošības problēmas, ja šī enerģija tiks atbrīvota nekontrolējami."
Pētnieki un zinātnieki strādā, lai uzlabotu esošās litija jonu baterijas. Piemēram, Nanotehnoloģiju enerģija ir izstrādājis patentētu, neuzliesmojošu Graphene-Organolyte akumulatoru, kas, pēc tā teiktā, ir pārāks drošības ziņā un pārspēj citus tirgū pieejamos vadošos litija jonu akumulatorus.
Zinātnieki Dīkinas universitātē Austrālijā ir litija metāla akumulatora prototipa izstrāde kas ir ugunsizturīgs.
"Tehnoloģija tiek izstrādāta kopš 2016. gada, taču universitāte saņēma valdības finansējumu, lai palīdzētu to attīstīt tālāk, un jaunākie rezultāti ir daudzsološi," sacīja Kavano. "Pat joprojām šķiet, ka litija metāla akumulatoru plašā komercializācija ir gadu attālumā."