Hvordan gør man batteriet mere sikkert? Industri: gradvis forbedring er mere pålidelig end subversion

Ifølge det udenlandske medie The Verge eksploderer batterier nogle gange. Disse eksplosionsvideoer er skræmmende, men videnskabsmænd og startups har arbejdet hårdt på at bygge sikrere batterier. De forbedrer batteridesignet og tester nye materialer i håb om at løse sikkerhedsproblemet én gang for alle. Men enhver metode ser ud til at have en fælde, og den mest praktiske løsning på nuværende tidspunkt kan være den mest kedelige.

Der er tre strategier til at forbedre batteriet: undgå at bruge brændbar væske som fast batteri; Gør batterimodulet brandsikkert; Rediger batteriets eksisterende funktionelle egenskaber lidt. I det mindste hvad angår batterier, kan denne ændring komme langsomt.

Til problemet med batteribrand er en meget hyped løsning solide batterier. Ideen er enkel: brug faste materialer som elektrolytter i stedet for brændbare flydende elektrolytter; Det er usandsynligt, at solide batterier går i brand. Det er dog sværere for ioner at bevæge sig i fast stof end i væske, hvilket betyder, at faste batterier er svære at designe, dyre og kan have problemer med ydeevnen.

Der er tre hovedmetoder til fremstilling af solide batterier. Michael Zimmerman, en materialeforsker ved Tufts University og grundlægger af Ionic materials, en solid batterivirksomhed, forklarede, at du kan bruge keramik, glas eller polymerer til at lave elektrolytter.

Keramik og glas er skørt. Når du først påfører tryk, er de nemme at knække. Derudover er de svære at producere i store mængder og udsender nogle gange giftige gasser i fremstillingsprocessen. Med hensyn til polymerer kan nogle lede ioner, men virker normalt kun ved ekstremt høje temperaturer. Zimmermans team udviklede en polymer, der leder ioner ved stuetemperatur, men som også er flammehæmmende.

På nuværende tidspunkt samarbejder ioniske materialer med batteriproducenter. Zimmerman håber at kunne lave sådanne batterier inden for de næste to til tre år.

En anden strategi for at finde sikrere batterier er at gøre selve elektrolytten brandsikker, selvom den stadig er flydende. Surya Moganty er Chief Technology Officer for NOHMs Technologies. De udvikler elektrolytter ved hjælp af "ioniske faste stoffer", som ligner salte, men er væsker ved stuetemperatur.

At putte dette materiale i elektrolytten vil gøre dem flammehæmmende, men batterilevetiden vil også være problematisk. NOHMs forbedrer formlen med det mål at få batteriet ved hjælp af dets teknologi til at holde 500 cyklusser.

Nu er den mest effektive strategi måske ikke at ændre batteridesignet væsentligt og omforme batteriet, men at studere batteriets eksisterende egenskaber og derefter forbedre det lidt efter lidt. For eksempel indeholder batteriet allerede et batteristyringssystem, som bruges til at overvåge batteriets drift og opdage, om der er et problem. En nyttig løsning er at gøre sådanne systemer bedre. Når alt kommer til alt, er ledelsessystemet allerede en del af ethvert batteri, og producenterne behøver ikke finde innovative og dyre måder at integrere nye teknologier på.

"Virksomheder kan bruge avancerede sensorer eller andre metoder til at indsamle batteridata, især i store enheder, hvor batterisystemet består af tusindvis af batterier." Ian McClenny, en analytiker ved batteriforskningsinstituttet Navigant Research, påpegede, at "den nøjagtigt kan lokalisere de batterier, hvis ydeevne ikke lever op til standarden, hvilket er nyttigt til at forlænge batteriets levetid."

San Diego batterisikkerhedsfirma Amionx tager denne tilgang. Bill Davidson, virksomhedens driftsdirektør, sagde, at dens tilgang, kendt som SafeCore, var den sidste forsvarslinje. SafeCore ændrer ikke selve batteriets komponenter.

Ligesom andre virksomheder fokuserer Amionx på at licensere teknologi til eksisterende batteriproducenter. Men hvis fremskridtet går for langsomt, vil de overveje at lave deres egne batterier og sætte dem på markedet. Davidson sagde: "Hvis jeg ikke ser sådanne produkter på markedet i 2019, vil jeg blive meget skuffet."