Key takeaways
- En Samsung-smartphone brød for nylig i brand i et fly som en påmindelse om, at batterier ikke altid er sikre.
- Eksperter siger, at faren fra gadget-batterier vokser.
-
En løsning til batterisikkerhed er brugen af sikrere kemi.
Batterier til mobiltelefoner bliver ved med at brænde, men forskere arbejder på at finde en løsning.
En Samsung Galaxy A21-smartphone var den seneste nyhed, fordi den brød i flammer og tvang et fly til at lande. Ingen kom alvorligt til skade ved ulykken i Seattle-Tacoma International Airport, men eksperter siger, at faren fra gadget-batterier vokser.
"Lithium-Ion-batterier bliver allestedsnærværende i hverdagen i en række applikationer i forskellige skalaer, hele vejen fra små elektroniske enheder over elektriske køretøjer, helt op til store netlagerinstallationer," Gavin Harper, en batteriforsker ved University of Birmingham, fort alte Lifewire i et e-mailinterview. "Enhver teknologi, der lagrer en enorm mængde energi i et tæt medium, vil have iboende sikkerhedsudfordringer, hvis denne energi frigives ukontrolleret."
Batterier på et fly
Som den seneste begivenhed i Seattle viste, på trods af årtiers indsats for at øge sikkerheden, kan batterier stadig brænde.
En del af problemet er, at batteriulykker er et talspil. Ifølge analytikere hos GSMA har 5,27 milliarder mennesker i verden en mobilenhed. Heraf ejer omkring 97 % af amerikanerne en mobiltelefon, ifølge Pew Research Center.
Hvis et lithium-ion-batteri kortslutter, hvilket kan ske, når en bilbattericelle punkteres eller udsættes for varme, kan det producere en ildkugleeksplosion, der antændes til 1.300 grader F på millisekunder. Sådan en hændelse er næsten umulig at overleve, forklarede Jack Kavanaugh, CEO for batteriteknologivirksomheden Nanotech Energy, til Lifewire i et e-mailinterview.
Alle vil have en enhed, der kan holde hele dagen på en opladning.
Producenter inden for elektronikindustrien har længe kendt til de potentielle risici ved de brændbare formler i lithium-ion-batterier, hævder Kavanaugh. Alligevel, sagde han, bliver hændelser med lithium-ion-batterier i forbrugergadgets stort set urapporteret. I februar 2018 rapporterede US Consumer Product Safety Commission over 25.000 hændelser med overophedning og batteribrand, der involverede mere end 400 typer forbrugerprodukter over fem år.
Og fra 2012 til 2017 rapporterede den 49 tilbagekaldelser af batterier med høj energitæthed vedrørende mere end 4 millioner enheder, herunder mobiltelefoner, scootere, elværktøj og bærbare computere.
Quenching the Flames
"Alle vil have en enhed, der kan holde hele dagen på en opladning," sagde Micah Peterson, en vicepræsident hos Battery Market, til Lifewire i et e-mailinterview.
Han tilføjede, at lithium-ion-batterier er blevet standarden for alle vores enheder på grund af deres uovertrufne strømtæthed.
"Ingen anden batteriteknologi er i nærheden af at tilbyde den samme mængde strøm i en lille formfaktor, men det koster noget," sagde Peterson. "Lithium-ion-batterier kan være ekstremt eksplosive, og da de indeholder alle de brændstoffer og oxidationsmidler, der er nødvendige for at opretholde en brand, selv i et vakuum, kan de være meget svære at slukke."
Producenter har minimeret eksplosioner og brande med indbyggede kredsløb, der overvåger batteriets sundhed og temperatur, sagde Peterson. Dette kredsløb kaldes et Battery Management System, eller BMS, og er i enhver enhed, der indeholder et lithiumbatteri.
"En BMS kan ikke redde et batteri fra en eksplosion i alle tilfælde," sagde Peterson. "Det godt omt alte problem for et par år siden med Samsung Galaxy Note 7-telefoner var et eksempel på dårlige designtolerancer og dårlig kvalitetskontrol, der forårsagede brande, selv når BMS'en gjorde sit arbejde."
En løsning på batterisikkerhed er brugen af sikrere kemi, foreslog Peterson. Han tilføjede, at lithiumjernfosfat (LFP) batterier er et eksempel på billig kemi at fremstille og meget sikrere end lithium-ion NMC kemi.
Enhver teknologi, der lagrer en enorm mængde energi i et tæt medium, vil have iboende sikkerhedsudfordringer, hvis denne energi frigives ukontrolleret.
Forskere og videnskabsmænd arbejder på at forbedre eksisterende lithium-ion-batterier. For eksempel har Nanotech Energy udviklet et proprietært, ikke-brændbart Graphene-Organolyte-batteri, som det hævder er overlegent i sikkerhed og overgår andre førende lithium-ion-batterier på markedet.
Forskere ved Deakin University i Australien er ved at udvikle en prototype af lithiummetalbatteri, der er flammebestandig.
"Teknologien har været under udvikling siden 2016, men universitetet modtog statsstøtte til at hjælpe med at udvikle den yderligere, og de seneste resultater er lovende," sagde Kavanaugh."Alligevel ser det ud til, at den brede kommercialisering af lithiummetalbatterier er år væk."
