Jak udělat baterii bezpečnější? Průmysl: postupné zlepšování je spolehlivější než podvracení

Podle zahraničního média The Verge občas vybuchnou baterie. Tato videa s výbuchy jsou děsivá, ale vědci a startupy tvrdě pracovali na výrobě bezpečnějších baterií. Zlepšují design baterií a testují nové materiály v naději, že jednou provždy vyřeší problém s bezpečností. Zdá se však, že každá metoda má past a nejpraktičtější řešení v současnosti může být to nejnudnější.

Existují tři strategie pro zlepšení baterie: nepoužívejte hořlavé kapaliny jako pevné baterie; Udělejte bateriový modul ohnivzdorný; Mírně upravte stávající funkční charakteristiky baterie. Alespoň co se baterií týče, tato změna může přijít pozvolna.

Pro problém požáru baterií jsou široce medializovaným řešením pevné baterie. Myšlenka je jednoduchá: použít pevné materiály jako elektrolyty místo hořlavých kapalných elektrolytů; Pevné baterie pravděpodobně nevzplanou. Pro ionty je však obtížnější se pohybovat v pevné látce než v kapalině, což znamená, že pevné baterie je obtížné navrhnout, jsou drahé a mohou mít problémy s výkonem.

Existují tři hlavní způsoby výroby pevných baterií. Michael Zimmerman, materiálový vědec na Tufts University a zakladatel společnosti Ionic materials, společnosti vyrábějící pevné baterie, vysvětlil, že k výrobě elektrolytů můžete použít keramiku, sklo nebo polymery.

Keramika a sklo jsou křehké. Jakmile vyvinete tlak, jdou snadno prasknout. Navíc je obtížné je vyrábět ve velkém množství a někdy ve výrobním procesu uvolňují toxické plyny. Pokud jde o polymery, některé mohou vést ionty, ale obvykle fungují pouze při extrémně vysokých teplotách. Zimmermanův tým vyvinul polymer, který vede ionty při pokojové teplotě, ale je také zpomalovač hoření.

V současné době iontové materiály spolupracují s výrobci baterií. Zimmerman doufá, že takové baterie vyrobí v příštích dvou až třech letech.

Další strategií pro nalezení bezpečnějších baterií je učinit samotný elektrolyt ohnivzdorný, i když je stále kapalný. Surya Moganty je technologický ředitel NOHM Technologies. Vyvíjejí elektrolyty pomocí „iontových pevných látek“, které jsou podobné solím, ale při pokojové teplotě jsou kapalné.

Přidáním tohoto materiálu do elektrolytu budou zpomalovat hoření, ale životnost baterie bude také problematická. NOHMs vylepšuje vzorec s cílem, aby baterie využívající její technologii vydržela 500 cyklů.

Nyní nemusí být nejúčinnější strategií zásadní změna designu baterie a přetvoření baterie, ale prostudování stávajících vlastností baterie a její postupné zlepšování. Baterie již například obsahuje systém správy baterie, který slouží ke sledování provozu baterie a zjišťování, zda nedošlo k nějakému problému. Užitečným řešením je takové systémy vylepšit. Koneckonců, řídicí systém je již součástí každé baterie a výrobci nemusí hledat inovativní a drahé způsoby integrace nových technologií.

"Podniky mohou používat pokročilé senzory nebo jiné metody pro sběr dat o bateriích, zejména ve velkých zařízeních, kde se bateriový systém skládá z tisíců baterií." Ian McClenny, analytik z výzkumného institutu baterií Navigant Research, poukázal na to, že „dokáže přesně lokalizovat baterie, jejichž výkon neodpovídá standardu, což je užitečné pro prodloužení životnosti baterie“.

Společnost Amionx v San Diegu pro bezpečnost baterií používá tento přístup. Bill Davidson, provozní ředitel společnosti, uvedl, že její přístup, známý jako SafeCore, je poslední linií obrany. SafeCore nemění součásti samotné baterie.

Stejně jako ostatní společnosti se Amionx zaměřuje na licencování technologií stávajícím výrobcům baterií. Pokud je však pokrok příliš pomalý, zváží výrobu vlastních baterií a jejich uvedení na trh. Davidson řekl: "Pokud takové produkty na trhu v roce 2019 neuvidím, budu velmi zklamán."