Kako bi lahko nova tehnologija naredila baterije varnejše

Baterije mobilnih telefonov se kar naprej vnamejo, a raziskovalci si prizadevajo najti rešitev.

Najnovejši je bil pametni telefon Samsung Galaxy A21 pripravi novice ker je zagorel in prisilil letalo k pristanku. V nesreči na mednarodnem letališču Seattle-Tacoma ni bil nihče resno poškodovan, vendar strokovnjaki pravijo, da nevarnost baterij za pripomočke narašča.

"Litij-ionske baterije postajajo vseprisotne v vsakdanjem življenju v različnih aplikacijah v različnih obsegih, od majhnih elektronskih naprav prek električnih vozil, pa vse do velikih naprav za shranjevanje v omrežju,« Gavin Harper, raziskovalec baterij na Univerzi v Birminghamu, je za Lifewire povedal v e-poštnem intervjuju. "Vsaka tehnologija, ki shranjuje ogromno energije v gostem mediju, bo imela resne varnostne izzive, če se ta energija nenadzorovano sprošča."

Baterije na letalu

Kot je pokazal nedavni dogodek v Seattlu, kljub desetletjem prizadevanj za izboljšanje varnosti lahko baterije še vedno gorijo.

Del težave je, da so nesreče z baterijami igra številk. Po mnenju analitikov pri GSMA, 5,27 milijarde ljudi na svetu ima mobilno napravo. OD TEGa, približno 97 % Američanov ima mobilni telefon, po podatkih raziskovalnega centra Pew.

Če litij-ionska baterija pride do kratkega stika, kar se lahko zgodi, ko je celica avtomobilske baterije preluknjana ali izpostavljena toploti, lahko povzroči eksplozijo ognjene krogle, ki se v milisekundah vname do 1300 stopinj F. Takšen pojav je skoraj nemogoče preživeti, Jack Kavanaugh, Direktor družbe za tehnologijo baterij Nanotech Energy je za Lifewire pojasnil v e-poštnem intervjuju.

Proizvajalci v elektronski industriji že dolgo vedo o možnih tveganjih vnetljivih formul v litij-ionskih baterijah, trdi Kavanaugh. Kljub temu je dejal, da incidenti z litij-ionskimi baterijami v potrošniških pripomočkih večinoma niso prijavljeni. februarja 2018 poroča ameriška komisija za varnost potrošniških izdelkov več kot 25.000 incidentov pregrevanja in požara baterij, ki vključujejo več kot 400 vrst potrošniških izdelkov v petih letih.

In od leta 2012 do 2017, je poročalo 49 odpoklic baterij z visoko energijsko gostoto v zvezi z več kot 4 milijoni naprav, vključno z mobilnimi telefoni, skuterji, električnimi orodji in prenosniki.

Gašenje ognja

"Vsakdo želi napravo, ki lahko z polnjenjem zdrži ves dan," je Micah Peterson, podpredsednik pri Trg baterij, je povedal Lifewire v e-poštnem intervjuju.

Dodal je, da so litij-ionske baterije postale standard za vse naše naprave zaradi svoje neprimerljive gostote moči.

"Nobena druga tehnologija baterij se ne približa temu, da bi ponudila enako količino moči v majhni obliki, vendar ima to svojo ceno," je dejal Peterson. "Litij-ionske baterije so lahko izjemno eksplozivne, in ker vsebujejo vsa goriva in oksidatorje, ki so potrebna za vzdrževanje požara tudi v vakuumu, jih je lahko zelo težko pogasiti."

Proizvajalci so zmanjšali eksplozije in požare z vgrajenim vezjem, ki spremlja zdravje in temperaturo baterije, je dejal Peterson. To vezje se imenuje sistem za upravljanje baterije ali BMS in je v vsaki napravi, ki vsebuje litijevo baterijo.

"BMS v vseh primerih ne more rešiti baterije pred eksplozijo," je dejal Peterson. "Dobro objavljena težava pred nekaj leti s telefoni Samsung Galaxy Note 7 je bila primer slabih oblikovnih toleranc in slabega nadzora kakovosti, ki je povzročila požare, tudi ko BMS opravlja svoje delo."

Ena od rešitev za varnost baterij je uporaba varnejših kemikalij, je predlagal Peterson. Dodal je, da so litij-železove fosfatne (LFP) baterije primer poceni kemije za proizvodnjo in veliko varnejše od litij-ionskih NMC kemij.

Raziskovalci in znanstveniki si prizadevajo izboljšati obstoječe litij-ionske baterije. na primer Nanotehnološka energija je razvila lastniško negorljivo grafeno-organolitno baterijo, za katero trdi, da je boljša glede varnosti in prekaša druge vodilne litij-ionske baterije, ki so na voljo na trgu.

Znanstveniki z univerze Deakin v Avstraliji so razvoj prototipa litijeve kovinske baterije ki je odporen proti ognju.

"Tehnologija je bila v razvoju od leta 2016, vendar je univerza prejela vladna sredstva za pomoč pri njenem nadaljnjem razvoju, nedavni rezultati pa so obetavni," je dejal Kavanaugh. "Še vedno se zdi, da so do široke komercializacije litij kovinskih baterij še leta."