Kaip padaryti akumuliatorių saugesnį? Pramonė: laipsniškas tobulinimas yra patikimesnis nei griovimas

Kaip rašo užsienio žiniasklaida „The Verge“, baterijos kartais sprogsta. Tie sprogimo vaizdo įrašai yra baisūs, tačiau mokslininkai ir startuoliai sunkiai dirbo, kad sukurtų saugesnes baterijas. Jie tobulina akumuliatoriaus dizainą ir išbando naujas medžiagas, tikėdamiesi visiems laikams išspręsti saugos problemą. Tačiau atrodo, kad kiekvienas metodas turi spąstus, o praktiškiausias sprendimas šiuo metu gali būti pats nuobodžiausias.

Yra trys baterijos tobulinimo strategijos: vengti naudoti degų skystį kaip kietą akumuliatorių; Padarykite akumuliatoriaus modulį atsparų ugniai; Šiek tiek pakeiskite esamas akumuliatoriaus funkcines charakteristikas. Bent jau kalbant apie baterijas, šis pokytis gali įvykti lėtai.

Akumuliatoriaus gaisro problemos sprendimas yra plačiai paplitęs kietos baterijos. Idėja paprasta: vietoj degių skystų elektrolitų naudokite kietas medžiagas kaip elektrolitus; Mažai tikėtina, kad kietos baterijos užsidegs. Tačiau jonams sunkiau judėti kietajame, nei skystame, o tai reiškia, kad kietos baterijos yra sunkiai projektuojamos, brangios ir gali turėti veikimo problemų.

Yra trys pagrindiniai kietų baterijų gamybos būdai. Michaelas Zimmermanas, medžiagų mokslininkas iš Tufts universiteto ir Ionic medžiagų, tvirtų baterijų įmonės, įkūrėjas, paaiškino, kad elektrolitams gaminti galite naudoti keramiką, stiklą ar polimerus.

Keramika ir stiklas yra trapūs. Paspaudus, juos lengva įtrūkti. Be to, juos sunku pagaminti dideliais kiekiais ir kartais gamybos procese išskiria toksiškas dujas. Kalbant apie polimerus, kai kurie gali laiduoti jonus, tačiau dažniausiai veikia tik esant itin aukštai temperatūrai. Zimmermano komanda sukūrė polimerą, kuris kambario temperatūroje praleidžia jonus, bet taip pat yra antipirenas.

Šiuo metu Ionic materials bendradarbiauja su baterijų gamintojais. Zimmermanas tikisi tokias baterijas pagaminti per artimiausius dvejus ar trejus metus.

Kita strategija ieškant saugesnių baterijų – patį elektrolitą padaryti ugniai atsparų, nors jis vis dar skystas. Surya Moganty yra „NOHMs Technologies“ vyriausioji technologijų pareigūnė. Jie kuria elektrolitus naudodami „jonines kietąsias medžiagas“, kurios yra panašios į druskas, bet kambario temperatūroje yra skysčiai.

Įdėjus šią medžiagą į elektrolitą, jie taps antipirenai, tačiau taip pat bus problemų dėl akumuliatoriaus veikimo. NOHMs tobulina formulę, siekdamos, kad baterija, naudojant savo technologiją, veiktų 500 ciklų.

Dabar efektyviausia strategija gali būti ne iš esmės pakeisti akumuliatoriaus dizainą ir pertvarkyti bateriją, o ištirti esamas akumuliatoriaus charakteristikas, o vėliau po truputį ją tobulinti. Pavyzdžiui, akumuliatoriuje jau yra akumuliatoriaus valdymo sistema, kuri naudojama akumuliatoriaus veikimui stebėti ir nustatyti, ar nėra problemos. Naudingas sprendimas yra patobulinti tokias sistemas. Juk valdymo sistema jau yra kiekvieno akumuliatoriaus dalis, o gamintojams nereikia ieškoti inovatyvių ir brangių būdų integruoti naujas technologijas.

„Įmonės gali naudoti pažangius jutiklius ar kitus metodus baterijų duomenims rinkti, ypač dideliuose įrenginiuose, kur akumuliatorių sistemą sudaro tūkstančiai baterijų. Akumuliatorių tyrimų instituto „Navigant Research“ analitikas Ianas McClenny pažymėjo, kad „jis gali tiksliai nustatyti akumuliatorių, kurių veikimas neatitinka standarto, vietą, o tai padeda prailginti baterijos veikimo laiką“.

Tokio požiūrio laikosi San Diego akumuliatorių saugos įmonė „Amionx“. Billas Davidsonas, bendrovės vadovas, sakė, kad jos metodas, žinomas kaip „SafeCore“, buvo paskutinė gynybos linija. „SafeCore“ nekeičia pačios baterijos komponentų.

Kaip ir kitos bendrovės, „Amionx“ daugiausia dėmesio skiria esamų baterijų gamintojų licencijavimo technologijoms. Tačiau jei pažanga bus per lėta, jie svarstys galimybę patys pasigaminti baterijas ir pateikti jas rinkai. Davidsonas sakė: „Jei 2019 m. rinkoje nepamatysiu tokių produktų, liksiu labai nusivylęs“.