Key takeaways
- En Samsung-smarttelefon tok nylig fyr på et fly som en påminnelse om at batterier ikke alltid er trygge.
- Eksperter sier at faren fra gadgetbatterier øker.
-
En løsning på batterisikkerhet er bruken av sikrere kjemi.
Batterier til mobiltelefoner tar fyr, men forskere jobber med å finne en løsning.
En Samsung Galaxy A21-smarttelefon var den siste som kom med nyhetene fordi den brant i flammer og tvang et fly til å lande. Ingen ble alvorlig skadet i ulykken på Seattle-Tacoma internasjonale lufthavn, men eksperter sier at faren fra gadgetbatterier øker.
"Lithium-Ion-batterier blir allestedsnærværende i hverdagen i en rekke bruksområder i forskjellige skalaer, hele veien fra små elektroniske enheter til elektriske kjøretøy, helt opp til store nettbaserte lagringsinstallasjoner," Gavin Harper, en batteriforsker ved University of Birmingham, fort alte Lifewire i et e-postintervju. "Enhver teknologi som lagrer en enorm mengde energi i et tett medium vil ha iboende sikkerhetsutfordringer hvis den energien frigjøres ukontrollert."
Batterier på et fly
Som den nylige begivenheten i Seattle viste, til tross for flere tiår med innsats for å øke sikkerheten, kan batterier fortsatt brenne.
En del av problemet er at batteriulykker er et tallspill. Ifølge analytikere ved GSMA har 5,27 milliarder mennesker i verden en mobil enhet. Av det eier omtrent 97 % av amerikanerne en mobiltelefon, ifølge Pew Research Center.
Hvis et litiumionbatteri kortslutter, noe som kan skje når en bilbattericelle punkteres eller utsettes for varme, kan det gi en ildkuleeksplosjon som antennes til 1300 grader F i millisekunder. En slik hendelse er nesten umulig å overleve, forklarte Jack Kavanaugh, administrerende direktør i batteriteknologiselskapet Nanotech Energy, til Lifewire i et e-postintervju.
Alle vil ha en enhet som kan vare hele dagen på en lading.
Produsenter innen elektronikkindustrien har lenge visst om de potensielle risikoene ved de brennbare formlene i litium-ion-batterier, hevder Kavanaugh. Likevel, sa han, blir hendelser med litiumionbatterier i forbrukerutstyr stort sett urapportert. I februar 2018 rapporterte US Consumer Product Safety Commission over 25 000 hendelser med overoppheting og batteribrann som involverte mer enn 400 typer forbrukerprodukter i løpet av fem år.
Og fra 2012 til 2017 rapporterte den 49 tilbakekallinger av batterier med høy energitetthet for mer enn 4 millioner enheter, inkludert mobiltelefoner, scootere, elektroverktøy og bærbare datamaskiner.
Quenching the Flames
"Alle vil ha en enhet som kan vare hele dagen på en lading," sa Micah Peterson, en visepresident ved Battery Market, til Lifewire i et e-postintervju.
Han la til at litium-ion-batterier har blitt standarden for alle våre enheter på grunn av deres uovertrufne strømtetthet.
"Ingen annen batteriteknologi er i nærheten av å tilby samme mengde strøm i en liten formfaktor, men dette har en kostnad," sa Peterson. «Lithium-ion-batterier kan være ekstremt eksplosive, og siden de inneholder alle drivstoff og oksidasjonsmidler som trengs for å opprettholde brann selv i vakuum, kan de være svært vanskelige å slukke.»
Produsenter har minimert eksplosjoner og branner med innebygde kretser som overvåker batteriets helse og temperatur, sa Peterson. Denne kretsen kalles et Battery Management System, eller BMS, og er i hver enhet som inneholder et litiumbatteri.
"En BMS kan ikke redde et batteri fra en eksplosjon i alle tilfeller," sa Peterson. «Det godt omt alte problemet for noen år siden med Samsung Galaxy Note 7-telefoner var et eksempel på dårlige designtoleranser og dårlig kvalitetskontroll som forårsaket brann selv når BMS-en gjorde jobben sin.«
En løsning på batterisikkerhet er bruken av sikrere kjemi, foreslo Peterson. Han la til at litiumjernfosfat (LFP)-batterier er et eksempel på billig kjemi å produsere og mye sikrere enn litium-ion NMC-kjemi.
Enhver teknologi som lagrer en enorm mengde energi i et tett medium vil ha iboende sikkerhetsutfordringer hvis den energien frigjøres ukontrollert.
Forskere og forskere jobber med å forbedre eksisterende litium-ion-batterier. For eksempel har Nanotech Energy utviklet et proprietært, ikke-brennbart Graphene-Organolyte-batteri, som det hevder er overlegent i sikkerhet og overgår andre ledende litium-ion-batterier som er tilgjengelige på markedet.
Forskere ved Deakin University i Australia utvikler en prototype av litiummetallbatteri som er flammebestandig.
"Teknologien har vært under utvikling siden 2016, men universitetet mottok statlige midler for å bidra til å utvikle den videre, og nylige resultater er lovende," sa Kavanaugh."Selv fortsatt ser det ut til at den brede kommersialiseringen av litiummetallbatterier er år unna."
