Батареяны қалай қауіпсіз ету керек? Өнеркәсіп: бірте-бірте жақсарту диверсияға қарағанда сенімдірек

The Verge шетелдік БАҚ-тың хабарлауынша, батареялар кейде жарылып кетеді. Бұл жарылыс бейнелері қорқынышты, бірақ ғалымдар мен стартаптар қауіпсіз батареяларды жасау үшін көп жұмыс жасады. Олар қауіпсіздік мәселесін біржола шешуге үміттеніп, батарея дизайнын жақсартып, жаңа материалдарды сынап жатыр. Бірақ әрбір әдістің тұзағы бар сияқты және қазіргі уақытта ең практикалық шешім ең қызықсыз болуы мүмкін.

Батареяны жақсартудың үш стратегиясы бар: тұтанғыш сұйықтықты қатты батарея ретінде пайдаланбаңыз; Батарея модулін отқа төзімді етіп жасаңыз; Батареяның бар функционалдық сипаттамаларын сәл өзгертіңіз. Кем дегенде, батареяларға қатысты бұл өзгеріс баяу болуы мүмкін.

Батареядағы өрт мәселесінің кең таралған шешімі - қатты батареялар. Идея қарапайым: жанғыш сұйық электролиттердің орнына электролиттер ретінде қатты материалдарды пайдаланыңыз; Қатты батареялардың жануы екіталай. Дегенмен, иондардың сұйықтыққа қарағанда қатты күйде қозғалуы қиынырақ, яғни қатты батареяларды жобалау қиын, қымбат және өнімділік мәселелері болуы мүмкін.

Қатты батареяларды жасаудың үш негізгі әдісі бар. Майкл Циммерман, Тафтс университетінің материалды зерттеушісі және қатты батарея шығаратын иондық материалдар компаниясының негізін қалаушы электролиттер жасау үшін керамика, шыны немесе полимерлерді қолдануға болатынын түсіндірді.

Керамика мен шыны сынғыш. Қысым қолданғаннан кейін олар оңай жарылады. Сонымен қатар, оларды көп мөлшерде өндіру қиын және кейде өндіріс процесінде улы газдар шығарады. Полимерлерге келетін болсақ, кейбіреулер иондарды өткізе алады, бірақ әдетте тек өте жоғары температурада жұмыс істейді. Циммерманның командасы бөлме температурасында иондарды өткізетін, бірақ сонымен бірге отқа төзімді полимерді жасады.

Қазіргі уақытта иондық материалдар аккумулятор өндірушілерімен ынтымақтасады. Циммерман мұндай аккумуляторларды алдағы екі-үш жылда жасауға үміттенеді.

Қауіпсіз батареяларды табудың тағы бір стратегиясы - ол әлі де сұйық болса да, электролиттің өзін отқа төзімді ету. Сурья Моганти - NOHMs Technologies компаниясының бас технологиялық директоры. Олар тұздарға ұқсас, бірақ бөлме температурасында сұйық болып табылатын «иондық қатты заттарды» пайдаланып электролиттерді әзірлейді.

Бұл материалды электролитке салу оларды отқа төзімді етеді, бірақ батареяның қызмет ету мерзімі де проблемалы болады. NOHMs формуланы жетілдіреді, оның мақсаты аккумулятордың технологиясын 500 циклге дейін созуға мүмкіндік береді.

Енді ең тиімді стратегия батареяның дизайнын түбегейлі өзгерту және аккумулятордың пішінін өзгерту емес, батареяның бар сипаттамаларын зерттеу, содан кейін оны біртіндеп жақсарту болуы мүмкін. Мысалы, аккумуляторда батареяның жұмысын бақылау және ақау бар-жоғын анықтау үшін пайдаланылатын батареяны басқару жүйесі бұрыннан бар. Пайдалы шешім - мұндай жүйелерді жақсарту. Өйткені, басқару жүйесі қазірдің өзінде әрбір аккумулятордың бөлігі болып табылады және өндірушілерге жаңа технологияларды біріктірудің инновациялық және қымбат жолдарын табудың қажеті жоқ.

«Кәсіпорындар батарея туралы деректерді жинау үшін кеңейтілген сенсорларды немесе басқа әдістерді пайдалана алады, әсіресе батарея жүйесі мыңдаған батареялардан тұратын үлкен құрылғыларда». Navigant Research аккумуляторлық зерттеу институтының талдаушысы Ян МакКленни «ол өнімділігі стандартқа сай келмейтін батареяларды дәл таба алады, бұл батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі» деп атап өтті.

Сан-Диегодағы аккумуляторлық қауіпсіздік компаниясы Amionx осы тәсілді қолданады. Компанияның бас операциялық директоры Билл Дэвидсон оның SafeCore деп аталатын тәсілі қорғаныстың соңғы жолы екенін айтты. SafeCore батареяның құрамдас бөліктерін өзгертпейді.

Басқа компаниялар сияқты, Amionx бар батарея өндірушілеріне технологияны лицензиялауға бағытталған. Бірақ егер прогресс тым баяу болса, олар өздерінің батареяларын жасап, оларды нарыққа шығаруды қарастырады. Дэвидсон: «Егер мен 2019 жылы нарықта мұндай өнімдерді көрмесем, мен қатты көңілім қалады» деді.