Come rendere la batteria più sicura? Industria: il miglioramento graduale è più affidabile della sovversione

Secondo il media straniero The Verge, le batterie a volte esplodono. Quei video delle esplosioni sono spaventosi, ma scienziati e startup hanno lavorato duramente per costruire batterie più sicure. Stanno migliorando il design delle batterie e testando nuovi materiali, sperando di risolvere il problema della sicurezza una volta per tutte. Ma ogni metodo sembra contenere una trappola, e la soluzione più pratica al momento potrebbe essere la più noiosa.

Esistono tre strategie per migliorare la batteria: evitare di utilizzare liquidi infiammabili come batteria solida; Rendere il modulo batteria ignifugo; Modificare leggermente le caratteristiche funzionali esistenti della batteria. Almeno per quanto riguarda le batterie, questo cambiamento potrebbe avvenire lentamente.

Per il problema dell’incendio delle batterie, una soluzione ampiamente pubblicizzata sono le batterie solide. L'idea è semplice: utilizzare materiali solidi come elettroliti invece di elettroliti liquidi infiammabili; È improbabile che le batterie solide prendano fuoco. Tuttavia, è più difficile per gli ioni muoversi nello stato solido che in quello liquido, il che significa che le batterie solide sono difficili da progettare, costose e potrebbero avere problemi di prestazioni.

Esistono tre metodi principali per produrre batterie solide. Michael Zimmerman, scienziato dei materiali alla Tufts University e fondatore di Ionic Materials, un'azienda produttrice di batterie solide, ha spiegato che è possibile utilizzare ceramica, vetro o polimeri per produrre elettroliti.

La ceramica e il vetro sono fragili. Una volta applicata la pressione, sono facili da rompere. Inoltre, sono difficili da produrre in grandi quantità e talvolta emettono gas tossici durante il processo di fabbricazione. In termini di polimeri, alcuni possono condurre ioni, ma di solito funzionano solo a temperature estremamente elevate. Il team di Zimmerman ha sviluppato un polimero che conduce gli ioni a temperatura ambiente, ma è anche un ritardante di fiamma.

Attualmente, i materiali ionici collaborano con i produttori di batterie. Zimmerman spera di produrre batterie di questo tipo nei prossimi due o tre anni.

Un'altra strategia per trovare batterie più sicure è rendere l'elettrolita stesso ignifugo, anche se è ancora liquido. Surya Moganty è il Chief Technology Officer di NOHMs Technologies. Stanno sviluppando elettroliti utilizzando "solidi ionici", che sono simili ai sali ma sono liquidi a temperatura ambiente.

L'inserimento di questo materiale nell'elettrolita li renderà ritardanti di fiamma, ma anche la durata della batteria sarà problematica. NOHMs sta migliorando la formula con l'obiettivo di far sì che la batteria che utilizza la sua tecnologia duri 500 cicli.

Ora, la strategia più efficace potrebbe non essere quella di modificare sostanzialmente il design della batteria e rimodellare la batteria, ma di studiare le caratteristiche esistenti della batteria e poi migliorarla poco a poco. Ad esempio, la batteria contiene già un sistema di gestione della batteria, che viene utilizzato per monitorare il funzionamento della batteria e rilevare se c'è un problema. Una soluzione utile è migliorare tali sistemi. Dopotutto, il sistema di gestione fa già parte di ogni batteria e i produttori non hanno bisogno di trovare modi innovativi e costosi per integrare nuove tecnologie.

"Le aziende possono utilizzare sensori avanzati o altri metodi per raccogliere dati sulla batteria, soprattutto nei dispositivi di grandi dimensioni in cui il sistema di batterie è costituito da migliaia di batterie." Ian McClenny, analista dell'istituto di ricerca sulle batterie Navigant Research, ha sottolineato che "può localizzare con precisione le batterie le cui prestazioni non soddisfano lo standard, il che è utile per prolungare la durata della batteria".

Amionx, società specializzata nella sicurezza delle batterie di San Diego, sta adottando questo approccio. Bill Davidson, direttore operativo dell'azienda, ha affermato che il suo approccio, noto come SafeCore, rappresenta l'ultima linea di difesa. SafeCore non modifica i componenti della batteria stessa.

Come altre società, Amionx si concentra sulla concessione in licenza della tecnologia ai produttori di batterie esistenti. Ma se i progressi saranno troppo lenti, prenderanno in considerazione la possibilità di produrre le proprie batterie e di immetterle sul mercato. Davidson ha dichiarato: "Se non vedrò tali prodotti sul mercato nel 2019, rimarrò molto deluso".