Как да направим батерията по-безопасна? Индустрия: постепенното подобряване е по-надеждно от подривната дейност

Според чуждестранната медия The Verge понякога батериите избухват. Тези видеоклипове на експлозии са страшни, но учени и стартиращи фирми работят усилено, за да създадат по-безопасни батерии. Те подобряват дизайна на батерията и тестват нови материали, надявайки се да решат проблема с безопасността веднъж завинаги. Но изглежда, че всеки метод има капан и най-практичното решение в момента може да се окаже най-скучното.

Има три стратегии за подобряване на батерията: избягвайте използването на запалима течност като твърда батерия; Направете модула на батерията огнеупорен; Променете леко съществуващите функционални характеристики на батерията. Поне що се отнася до батериите, тази промяна може да дойде бавно.

За проблема с запалването на батерията, широко рекламирано решение са твърдите батерии. Идеята е проста: използвайте твърди материали като електролити вместо запалими течни електролити; Твърдите батерии е малко вероятно да се запалят. Въпреки това е по-трудно йоните да се движат в твърдо състояние, отколкото в течност, което означава, че твърдите батерии са трудни за проектиране, скъпи са и може да имат проблеми с производителността.

Има три основни метода за производство на твърди батерии. Майкъл Цимерман, учен по материали в университета Тъфтс и основател на йонните материали, компания за твърди батерии, обясни, че можете да използвате керамика, стъкло или полимери, за да направите електролити.

Керамиката и стъклото са чупливи. След като приложите натиск, те лесно се счупват. В допълнение, те са трудни за производство в големи количества и понякога отделят токсични газове в процеса на производство. По отношение на полимерите, някои могат да провеждат йони, но обикновено работят само при изключително високи температури. Екипът на Цимерман разработи полимер, който провежда йони при стайна температура, но също така е и забавящ горенето.

В момента йонните материали си сътрудничат с производителите на батерии. Цимерман се надява да направи такива батерии през следващите две до три години.

Друга стратегия за намиране на по-безопасни батерии е да направите самия електролит огнеупорен, въпреки че все още е течен. Сурия Моганти е главен технологичен директор на NOHMs Technologies. Те разработват електролити, използвайки "йонни твърди вещества", които са подобни на соли, но са течности при стайна температура.

Поставянето на този материал в електролита ще ги направи забавящи горенето, но животът на батерията също ще бъде проблематичен. NOHMs подобрява формулата с цел батерията, използваща неговата технология, да издържи 500 цикъла.

Сега най-ефективната стратегия може да не е съществена промяна на дизайна на батерията и прекрояване на батерията, а проучване на съществуващите характеристики на батерията и след това малко по малко да се подобри. Например батерията вече съдържа система за управление на батерията, която се използва за наблюдение на работата на батерията и откриване дали има проблем. Полезно решение е да се направят такива системи по-добри. В крайна сметка системата за управление вече е част от всяка батерия и производителите не трябва да намират иновативни и скъпи начини за интегриране на нови технологии.

„Предприятията могат да използват усъвършенствани сензори или други методи за събиране на данни за батериите, особено в големи устройства, където батерийната система се състои от хиляди батерии.“ Иън МакКлени, анализатор в института за изследване на батерии Navigant Research, посочи, че „той може точно да локализира батериите, чиято производителност не отговаря на стандарта, което е полезно за удължаване на живота на батерията“.

Компанията за безопасност на батериите Amionx от Сан Диего използва този подход. Бил Дейвидсън, главен оперативен директор на компанията, каза, че нейният подход, известен като SafeCore, е последната линия на защита. SafeCore не променя компонентите на самата батерия.

Подобно на други компании, Amionx се фокусира върху лицензирането на технологии за съществуващи производители на батерии. Но ако напредъкът е твърде бавен, те ще обмислят да направят свои собствени батерии и да ги пуснат на пазара. Дейвидсън каза: "Ако не видя такива продукти на пазара през 2019 г., ще бъда много разочарован."