Как сделать аккумулятор безопаснее? Промышленность: постепенное улучшение надежнее, чем подрывная деятельность

По данным зарубежного СМИ The Verge, иногда аккумуляторы взрываются. Эти видео взрывов пугают, но ученые и стартапы усердно работают над созданием более безопасных батарей. Они совершенствуют конструкцию аккумуляторов и тестируют новые материалы, надеясь раз и навсегда решить проблему безопасности. Но кажется, что в каждом методе есть ловушка, и самое практичное решение в настоящее время может оказаться самым скучным.

Существует три стратегии улучшения аккумулятора: избегать использования легковоспламеняющихся жидкостей вместо твердых аккумуляторов; Сделайте аккумуляторный модуль пожаробезопасным; Немного изменить существующие функциональные характеристики аккумулятора. По крайней мере, что касается аккумуляторов, эти изменения могут происходить медленно.

Широко разрекламированное решение проблемы возгорания аккумуляторов — твердотельные аккумуляторы. Идея проста: использовать в качестве электролитов твердые материалы вместо легковоспламеняющихся жидких электролитов; Твердотельные батареи вряд ли загорятся. Однако ионам труднее перемещаться в твердом состоянии, чем в жидкости, а это означает, что твердые батареи сложны в конструкции, дороги и могут иметь проблемы с производительностью.

Существует три основных метода изготовления твердых батарей. Майкл Циммерман, ученый-материаловед из Университета Тафтса и основатель Ionic Materials, компании по производству твердых аккумуляторов, объяснил, что для изготовления электролитов можно использовать керамику, стекло или полимеры.

Керамика и стекло хрупкие. Если приложить давление, их легко сломать. Кроме того, их сложно производить в больших количествах, и иногда в процессе производства они выделяют токсичные газы. Что касается полимеров, некоторые из них могут проводить ионы, но обычно работают только при чрезвычайно высоких температурах. Команда Циммермана разработала полимер, который проводит ионы при комнатной температуре, но также является огнестойким.

В настоящее время Ionic Materials сотрудничает с производителями аккумуляторов. Циммерман надеется создать такие батареи в ближайшие два-три года.

Другая стратегия поиска более безопасных аккумуляторов — сделать сам электролит огнестойким, даже если он все еще жидкий. Сурья Моганти — технический директор NOHMs Technologies. Они разрабатывают электролиты, используя «ионные твердые вещества», которые похожи на соли, но при комнатной температуре являются жидкостью.

Помещение этого материала в электролит сделает их огнестойкими, но срок службы батареи также будет проблематичным. NOHMs совершенствует формулу с целью заставить батарею, использующую ее технологию, прослужить 500 циклов.

Сейчас наиболее эффективной стратегией может быть не существенное изменение конструкции батареи и переделка батареи, а изучение существующих характеристик батареи, а затем ее постепенное улучшение. Например, аккумулятор уже содержит систему управления аккумулятором, которая используется для мониторинга работы аккумулятора и выявления проблем. Полезное решение — сделать такие системы лучше. Ведь система управления уже является частью каждой батареи, и производителям не нужно искать инновационные и дорогостоящие способы интеграции новых технологий.

«Предприятия могут использовать современные датчики или другие методы для сбора данных о батареях, особенно в больших устройствах, где аккумуляторная система состоит из тысяч батарей». Ян МакКленни, аналитик исследовательского института аккумуляторов Navigant Research, отметил, что «он может точно определить местонахождение аккумуляторов, производительность которых не соответствует стандарту, что помогает продлить срок их службы».

Компания Amionx, занимающаяся безопасностью аккумуляторов из Сан-Диего, придерживается такого подхода. Билл Дэвидсон, главный операционный директор компании, заявил, что ее подход, известный как SafeCore, является последней линией защиты. SafeCore не меняет компоненты самой батареи.

Как и другие компании, Amionx фокусируется на лицензировании технологий для существующих производителей аккумуляторов. Но если прогресс будет слишком медленным, они рассмотрят возможность создания собственных батарей и вывода их на рынок. Дэвидсон сказал: «Если я не увижу такие продукты на рынке в 2019 году, я буду очень разочарован».