Hur gör man batteriet säkrare? Industri: gradvis förbättring är mer tillförlitlig än subversion

Enligt utländska medier The Verge exploderar batterier ibland. Dessa explosionsvideor är skrämmande, men forskare och nystartade företag har arbetat hårt för att bygga säkrare batterier. De förbättrar batteridesignen och testar nya material i hopp om att lösa säkerhetsproblemet en gång för alla. Men varje metod verkar ha en fälla, och den mest praktiska lösningen för närvarande kan vara den tråkigaste.

Det finns tre strategier för att förbättra batteriet: undvik att använda brandfarlig vätska som fast batteri; Gör batterimodulen brandsäker; Ändra de befintliga funktionella egenskaperna för batteriet något. Åtminstone vad gäller batterier kan denna förändring komma långsamt.

För problemet med batteribrand är en mycket hypad lösning solida batterier. Tanken är enkel: använd fasta material som elektrolyter istället för brandfarliga flytande elektrolyter; Solida batterier kommer sannolikt inte att fatta eld. Det är dock svårare för joner att röra sig i fasta än i flytande, vilket gör att fasta batterier är svåra att designa, dyra och kan ha prestandaproblem.

Det finns tre huvudsakliga metoder för att göra solida batterier. Michael Zimmerman, en materialforskare vid Tufts University och grundare av Ionic materials, ett solid batteriföretag, förklarade att du kan använda keramik, glas eller polymerer för att göra elektrolyter.

Keramik och glas är spröda. När du väl applicerar tryck är de lätta att knäcka. Dessutom är de svåra att tillverka i stora mängder och avger ibland giftiga gaser i tillverkningsprocessen. När det gäller polymerer kan vissa leda joner, men fungerar oftast bara vid extremt höga temperaturer. Zimmermans team utvecklade en polymer som leder joner vid rumstemperatur, men som också är flamskyddsmedel.

För närvarande samarbetar Ionic materials med batteritillverkare. Zimmerman hoppas kunna tillverka sådana batterier inom de kommande två till tre åren.

En annan strategi för att hitta säkrare batterier är att göra själva elektrolyten brandsäker, trots att den fortfarande är flytande. Surya Moganty är Chief Technology Officer för NOHMs Technologies. De utvecklar elektrolyter med hjälp av "joniska fasta ämnen", som liknar salter men är vätskor vid rumstemperatur.

Att lägga detta material i elektrolyten kommer att göra dem flamskyddade, men batteritiden kommer också att vara problematisk. NOHMs förbättrar formeln med målet att få batteriet med sin teknologi att hålla 500 cykler.

Nu kanske den mest effektiva strategin inte är att väsentligt ändra batteridesignen och omforma batteriet, utan att studera batteriets befintliga egenskaper och sedan förbättra det lite i taget. Batteriet innehåller till exempel redan ett batterihanteringssystem, som används för att övervaka batteriets funktion och upptäcka om det finns ett problem. En användbar lösning är att göra sådana system bättre. När allt kommer omkring är ledningssystemet redan en del av varje batteri, och tillverkare behöver inte hitta innovativa och dyra sätt att integrera ny teknik.

"Företag kan använda avancerade sensorer eller andra metoder för att samla in batteridata, särskilt i stora enheter där batterisystemet består av tusentals batterier." Ian McClenny, analytiker vid batteriforskningsinstitutet Navigant Research, påpekade att "det kan exakt lokalisera de batterier vars prestanda inte uppfyller standarden, vilket är till hjälp för att förlänga batteriets livslängd."

San Diego batterisäkerhetsföretaget Amionx tar detta tillvägagångssätt. Bill Davidson, företagets operativa chef, sa att dess tillvägagångssätt, känd som SafeCore, var den sista försvarslinjen. SafeCore ändrar inte komponenterna i själva batteriet.

Liksom andra företag fokuserar Amionx på att licensiera teknik till befintliga batteritillverkare. Men om framstegen går för långsamt kommer de att överväga att tillverka sina egna batterier och släppa ut dem på marknaden. Davidson sa: "Om jag inte ser sådana produkter på marknaden 2019 kommer jag att bli mycket besviken."