เทคโนโลยีใหม่จะทำให้แบตเตอรี่ปลอดภัยยิ่งขึ้นได้อย่างไร

แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือยังคงติดไฟอยู่ แต่นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อหาทางแก้ไข

สมาร์ทโฟน Samsung Galaxy A21 เป็นรุ่นล่าสุดของ ทำข่าว เพื่อลุกเป็นไฟและบังคับให้เครื่องบินลงจอด ไม่มีใครได้รับบาดเจ็บสาหัสจากอุบัติเหตุที่สนามบินนานาชาติซีแอตเทิล-ทาโคมา แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าอันตรายจากแบตเตอรี่อุปกรณ์พกพากำลังเพิ่มสูงขึ้น

"แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังแพร่หลายในชีวิตประจำวันในการใช้งานที่หลากหลายในระดับต่างๆ ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงการติดตั้งพื้นที่จัดเก็บขนาดใหญ่ในตาราง" Gavin Harperนักวิจัยแบตเตอรี่แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมบอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล "เทคโนโลยีใดๆ ที่เก็บพลังงานจำนวนมหาศาลในตัวกลางที่มีความหนาแน่นสูงจะมีความท้าทายด้านความปลอดภัยที่แท้จริงหากพลังงานนั้นถูกปล่อยออกมาอย่างไม่สามารถควบคุมได้"

แบตเตอรี่บนเครื่องบิน

ดังที่เหตุการณ์ล่าสุดในซีแอตเทิลแสดงให้เห็น แม้ว่าจะมีความพยายามหลายสิบปีในการเพิ่มความปลอดภัย แต่แบตเตอรี่ก็ยังสามารถเผาไหม้ได้

ส่วนหนึ่งของปัญหาคืออุบัติเหตุแบตเตอรี่เป็นเกมตัวเลข นักวิเคราะห์จาก GSMA ระบุว่า ผู้คน 5.27 พันล้านคนในโลกมีอุปกรณ์พกพา. ของสิ่งนั้น ชาวอเมริกันประมาณ 97% เป็นเจ้าของโทรศัพท์มือถือตามที่ศูนย์วิจัยพิว

หากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลัดวงจร ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่อเซลล์แบตเตอรี่รถยนต์ถูกเจาะหรือสัมผัสกับความร้อน อาจทำให้เกิดการระเบิดของลูกไฟที่จุดไฟได้ถึง 1,300 องศาฟาเรนไฮต์ในหน่วยมิลลิวินาที เหตุการณ์เช่นนี้แทบจะเอาตัวไม่รอด แจ็ค คาวาเนา, CEO ของบริษัทเทคโนโลยีแบตเตอรี่ Nanotech Energy อธิบายให้ Lifewire ฟังในการสัมภาษณ์ทางอีเมล

ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทราบมานานแล้วเกี่ยวกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากสูตรที่ติดไฟได้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Kavanaugh กล่าว เขายังคงกล่าวว่าเหตุการณ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่ไม่ได้รับการรายงาน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2561 คณะกรรมการความปลอดภัยสินค้าอุปโภคบริโภคของสหรัฐอเมริการายงาน เหตุการณ์ความร้อนสูงเกินไปและไฟไหม้แบตเตอรี่มากกว่า 25,000 รายการที่เกี่ยวข้องกับสินค้าอุปโภคบริโภคมากกว่า 400 ประเภทในระยะเวลาห้าปี

และตั้งแต่ปี 2555 ถึง 2560 มันรายงาน การเรียกคืนแบตเตอรี่ความหนาแน่นพลังงานสูงจำนวน 49 รายการ เกี่ยวกับอุปกรณ์มากกว่า 4 ล้านเครื่อง ซึ่งรวมถึงโทรศัพท์มือถือ สกู๊ตเตอร์ เครื่องมือไฟฟ้า และแล็ปท็อป

ดับไฟ

"ใครๆ ก็อยากได้อุปกรณ์ที่ชาร์จได้ทั้งวัน" มิคาห์ ปีเตอร์สัน รองประธานบริษัท ตลาดแบตเตอรี่บอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล

เขาเสริมว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดของเราเนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่ไม่มีใครเทียบได้

“ไม่มีเทคโนโลยีแบตเตอรี่อื่นใดที่จะสามารถให้พลังงานในปริมาณที่เท่ากันในรูปแบบขนาดเล็กได้ แต่สิ่งนี้ต้องแลกมาด้วยต้นทุน” ปีเตอร์สันกล่าว "แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนสามารถระเบิดได้อย่างรุนแรง และเนื่องจากแบตเตอรี่เหล่านี้ประกอบด้วยเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ที่จำเป็นต่อการรักษาไฟแม้ในสุญญากาศ จึงสามารถดับไฟได้ยากมาก"

ผู้ผลิตได้ลดการระเบิดและไฟไหม้ด้วยวงจรในตัวที่ตรวจสอบสภาพแบตเตอรี่และอุณหภูมิของแบตเตอรี่ Peterson กล่าว วงจรนี้เรียกว่าระบบการจัดการแบตเตอรี่หรือ BMS และอยู่ในทุกอุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียม

"BMS ไม่สามารถประหยัดแบตเตอรี่จากการระเบิดได้ในทุกกรณี" ปีเตอร์สันกล่าว "ปัญหาที่ได้รับการเผยแพร่เป็นอย่างดีเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมากับโทรศัพท์ Samsung Galaxy Note 7 เป็นตัวอย่างของความทนทานต่อการออกแบบที่ไม่ดีและการควบคุมคุณภาพที่ไม่ดีทำให้เกิดไฟไหม้แม้ว่า BMS จะทำงานก็ตาม"

ทางออกหนึ่งสำหรับความปลอดภัยของแบตเตอรี่คือการใช้สารเคมีที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น ปีเตอร์สันแนะนำ เขาเสริมว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) เป็นตัวอย่างของเคมีราคาถูกในการผลิตและปลอดภัยกว่าเคมีภัณฑ์ลิเธียมไอออน NMC

นักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อปรับปรุงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่น, นาโนเทค เอนเนอร์ยี่ ได้พัฒนาแบตเตอรี่ Graphene-Organolyte ที่เป็นกรรมสิทธิ์และไม่ติดไฟ ซึ่งอ้างว่าเหนือกว่าในด้านความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชั้นนำอื่นๆ ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด

นักวิทยาศาสตร์จาก Deakin University ในออสเตรเลีย are การพัฒนาต้นแบบแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล ที่ทนไฟได้

“เทคโนโลยีอยู่ระหว่างการพัฒนามาตั้งแต่ปี 2559 แต่มหาวิทยาลัยได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลเพื่อช่วยพัฒนาต่อไป และผลลัพธ์ล่าสุดก็มีแนวโน้มดี” คาวานเนากล่าว "ถึงกระนั้น ดูเหมือนว่าการค้าขายแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลในวงกว้างจะอยู่ห่างออกไปหลายปี"