Як зробити акумулятор безпечнішим? Промисловість: поступове вдосконалення надійніше, ніж підривна діяльність

За даними іноземного ЗМІ The Verge, батареї іноді вибухають. Ці відео вибухів лякають, але вчені та стартапи наполегливо працювали над створенням безпечніших батарей. Вони вдосконалюють дизайн батареї та тестують нові матеріали, сподіваючись вирішити проблему безпеки раз і назавжди. Але в кожному методі, здається, є пастка, і найпрактичніше рішення на даний момент може бути найнуднішим.

Є три стратегії покращення акумулятора: уникайте використання легкозаймистих рідин як твердих акумуляторів; Зробіть акумуляторний модуль вогнетривким; Злегка модифікуйте існуючі функціональні характеристики акумулятора. Принаймні, що стосується акумуляторів, ця зміна може відбуватися повільно.

Для проблеми займання батареї широко розрекламованим рішенням є тверді батареї. Ідея проста: використовуйте тверді матеріали як електроліти замість легкозаймистих рідких електролітів; Тверді батареї навряд чи загоряться. Однак іонам важче рухатися в твердому стані, ніж у рідкому, що означає, що тверді батареї важко розробити, вони дорогі та можуть мати проблеми з продуктивністю.

Існує три основних способи виготовлення твердих батарей. Майкл Циммерман, матеріалознавець з Університету Тафтса та засновник компанії Ionic Materials, компанії з виробництва твердих батарей, пояснив, що для виготовлення електролітів можна використовувати кераміку, скло або полімери.

Кераміка і скло крихкі. Як тільки ви прикладете тиск, їх легко зламати. Крім того, їх важко виробляти у великих кількостях і іноді виділяють токсичні гази в процесі виробництва. Що стосується полімерів, деякі з них можуть проводити іони, але зазвичай працюють лише при надзвичайно високих температурах. Команда Циммермана розробила полімер, який проводить іони при кімнатній температурі, але також є антипіреном.

В даний час Ionic Materials співпрацює з виробниками батарей. Ціммерман сподівається виготовити такі батареї в найближчі два-три роки.

Інша стратегія пошуку безпечніших батарей полягає в тому, щоб зробити сам електроліт вогнестійким, навіть якщо він все ще рідкий. Сурья Моганті є головним технічним директором NOHMs Technologies. Вони розробляють електроліти, використовуючи «іонні тверді речовини», які схожі на солі, але є рідинами при кімнатній температурі.

Поміщення цього матеріалу в електроліт зробить їх вогнезахисними, але термін служби батареї також буде проблематичним. NOHMs вдосконалює формулу з метою зробити так, щоб батарея, яка використовує її технологію, тривала 500 циклів.

Тепер найефективнішою стратегією може бути не суттєва зміна конструкції батареї та переформатування батареї, а вивчення існуючих характеристик батареї, а потім потроху вдосконалювати її. Наприклад, батарея вже містить систему керування батареєю, яка використовується для моніторингу роботи батареї та виявлення проблеми. Корисним рішенням є покращення таких систем. Зрештою, система управління вже є частиною кожної батареї, і виробникам не потрібно шукати інноваційні та дорогі способи інтеграції нових технологій.

«Підприємства можуть використовувати вдосконалені датчики або інші методи для збору даних про акумулятор, особливо у великих пристроях, де акумуляторна система складається з тисяч батарей». Ян МакКленні, аналітик дослідницького інституту акумуляторів Navigant Research, зазначив, що «це може точно визначити місцезнаходження акумуляторів, продуктивність яких не відповідає стандарту, що допомагає подовжити термін служби акумулятора».

Компанія Amionx із безпеки батарей із Сан-Дієго використовує такий підхід. Білл Девідсон, головний операційний директор компанії, сказав, що її підхід, відомий як SafeCore, є останньою лінією захисту. SafeCore не змінює компоненти самого акумулятора.

Як і інші компанії, Amionx зосереджується на ліцензуванні технологій для існуючих виробників акумуляторів. Але якщо прогрес буде надто повільним, вони подумають про виготовлення власних акумуляторів і виведення їх на ринок. Девідсон сказав: «Якщо я не побачу таких продуктів на ринку в 2019 році, я буду дуже розчарований».