چگونه باتری را ایمن تر کنیم؟ صنعت: بهبود تدریجی قابل اعتمادتر از براندازی است

به گزارش رسانه خارجی The Verge، باتری ها گاهی اوقات منفجر می شوند. آن فیلم‌های انفجار ترسناک هستند، اما دانشمندان و استارت‌آپ‌ها سخت تلاش کرده‌اند تا باتری‌های ایمن‌تری بسازند. آنها در حال بهبود طراحی باتری و آزمایش مواد جدید هستند و امیدوارند مشکل ایمنی را یک بار برای همیشه حل کنند. اما به نظر می رسد هر روشی یک تله دارد و عملی ترین راه حل در حال حاضر ممکن است خسته کننده ترین باشد.

سه استراتژی برای بهبود باتری وجود دارد: اجتناب از استفاده از مایع قابل اشتعال به عنوان باتری جامد. ماژول باتری را نسوز کنید. ویژگی های عملکردی موجود باتری را کمی تغییر دهید. حداقل تا آنجا که به باتری ها مربوط می شود، این تغییر ممکن است به کندی انجام شود.

برای مشکل آتش سوزی باتری، راه حلی که به طور گسترده تبلیغ می شود، باتری های جامد است. ایده ساده است: از مواد جامد به عنوان الکترولیت به جای الکترولیت های مایع قابل اشتعال استفاده کنید. باتری های جامد بعید است که آتش بگیرند. با این حال، حرکت یون ها در جامد دشوارتر از مایع است، به این معنی که طراحی باتری های جامد دشوار، گران و ممکن است مشکلات عملکردی داشته باشند.

سه روش اصلی برای ساخت باتری های جامد وجود دارد. مایکل زیمرمن، دانشمند مواد در دانشگاه تافتس و بنیانگذار مواد Ionic، یک شرکت باتری جامد، توضیح داد که می‌توانید از سرامیک، شیشه یا پلیمر برای تولید الکترولیت استفاده کنید.

سرامیک و شیشه شکننده هستند. هنگامی که فشار وارد کنید، به راحتی شکسته می شوند. علاوه بر این، تولید آنها در مقادیر زیاد دشوار است و گاهی اوقات گازهای سمی را در فرآیند تولید منتشر می کنند. از نظر پلیمرها، برخی می توانند یون ها را هدایت کنند، اما معمولاً فقط در دماهای بسیار بالا کار می کنند. تیم زیمرمن پلیمری ابداع کرد که یون‌ها را در دمای اتاق هدایت می‌کند، اما همچنین یک بازدارنده شعله است.

در حال حاضر Ionic Material با تولید کنندگان باتری همکاری می کند. زیمرمن امیدوار است در دو تا سه سال آینده چنین باتری هایی بسازد.

استراتژی دیگر برای یافتن باتری‌های ایمن‌تر این است که الکترولیت خود را نسوز کنید، حتی اگر هنوز مایع باشد. سوریا موگانتی مدیر ارشد فناوری NOHMs Technologies است. آنها با استفاده از "جامدات یونی" الکترولیت هایی تولید می کنند که شبیه نمک ها هستند اما در دمای اتاق مایع هستند.

قرار دادن این ماده در الکترولیت باعث می شود که شعله گیر شوند، اما عمر باتری نیز مشکل ساز خواهد بود. NOHMs با این هدف که باتری با استفاده از فناوری خود 500 چرخه دوام بیاورد، فرمول را بهبود می بخشد.

اکنون، موثرترین استراتژی ممکن است تغییر اساسی در طراحی باتری و تغییر شکل باتری نباشد، بلکه بررسی ویژگی های موجود باتری و سپس بهبود کم کم آن باشد. به عنوان مثال، باتری از قبل دارای یک سیستم مدیریت باتری است که برای نظارت بر عملکرد باتری و تشخیص وجود مشکل استفاده می شود. یک راه حل مفید، بهتر کردن چنین سیستم هایی است. به هر حال، سیستم مدیریت در حال حاضر بخشی از هر باتری است و تولیدکنندگان نیازی به یافتن راه‌های نوآورانه و گران قیمت برای ادغام فناوری‌های جدید ندارند.

شرکت‌ها می‌توانند از حسگرهای پیشرفته یا روش‌های دیگر برای جمع‌آوری داده‌های باتری استفاده کنند، به‌ویژه در دستگاه‌های بزرگ که سیستم باتری از هزاران باتری تشکیل شده است.» Ian McClenny، تحلیلگر موسسه تحقیقات باتری Navigant Research، خاطرنشان کرد که "این دستگاه می تواند باتری هایی را که عملکرد آنها با استاندارد مطابقت ندارد به طور دقیق مکان یابی کند، که برای افزایش عمر باتری مفید است."

شرکت ایمنی باتری سن دیگو Amionx این رویکرد را در پیش گرفته است. بیل دیویدسون، مدیر عامل شرکت، گفت که رویکرد آن، معروف به SafeCore، آخرین خط دفاعی است. SafeCore اجزای خود باتری را تغییر نمی دهد.

مانند سایر شرکت‌ها، Amionx بر روی صدور مجوز فناوری به تولیدکنندگان باتری موجود تمرکز دارد. اما اگر پیشرفت خیلی کند باشد، آنها به فکر ساخت باتری های خود و عرضه آن به بازار خواهند بود. دیویدسون گفت: "اگر در سال 2019 چنین محصولاتی را در بازار نبینم، بسیار ناامید خواهم شد."