Kuidas muuta aku turvalisemaks? Tööstus: järkjärguline täiustamine on usaldusväärsem kui õõnestus

Välismeedia The Verge teatel plahvatavad patareid mõnikord. Need plahvatusvideod on hirmutavad, kuid teadlased ja idufirmad on turvalisemate akude ehitamise nimel kõvasti tööd teinud. Nad täiustavad aku disaini ja katsetavad uusi materjale, lootes ohutusprobleemi lõplikult lahendada. Kuid igal meetodil näib olevat lõks ja praegu võib kõige praktilisem lahendus olla kõige igavam.

Aku parandamiseks on kolm strateegiat: vältige tuleohtliku vedeliku kasutamist tahke akuna; Muutke akumoodul tulekindlaks; Muutke veidi aku olemasolevaid funktsionaalseid omadusi. Vähemalt akude osas võib see muutus tulla aeglaselt.

Patareide tulekahju probleemi lahendamiseks on laialt levinud lahendus tahked akud. Idee on lihtne: kasutage tuleohtlike vedelate elektrolüütide asemel elektrolüütidena tahkeid materjale; Tahked akud tõenäoliselt ei sütti. Ioonidel on aga raskem liikuda tahkes kui vedelikus, mis tähendab, et tahkeid akusid on raske konstrueerida, need on kallid ja neil võib esineda probleeme jõudlusega.

Tahkete patareide valmistamiseks on kolm peamist meetodit. Michael Zimmerman, Tuftsi ülikooli materjaliteadlane ja tahke akuettevõtte Ionic materials asutaja, selgitas, et elektrolüütide valmistamiseks saab kasutada keraamikat, klaasi või polümeere.

Keraamika ja klaas on rabedad. Pärast surve avaldamist on neid kerge murda. Lisaks on neid raske toota suurtes kogustes ja mõnikord eraldavad need tootmisprotsessis mürgiseid gaase. Polümeeride osas võivad mõned ioone juhtida, kuid tavaliselt töötavad need ainult ülikõrgetel temperatuuridel. Zimmermani meeskond töötas välja polümeeri, mis juhib toatemperatuuril ioone, kuid on ka leegiaeglustaja.

Praegu teeb Ionic materials koostööd akutootjatega. Zimmerman loodab selliseid akusid valmistada järgmise kahe-kolme aasta jooksul.

Teine strateegia ohutumate akude leidmiseks on muuta elektrolüüt ise tulekindlaks, kuigi see on veel vedel. Surya Moganty on NOHMs Technologiesi tehnoloogiadirektor. Nad arendavad elektrolüüte, kasutades "ioonseid tahkeid aineid", mis on sooladega sarnased, kuid on toatemperatuuril vedelikud.

Selle materjali elektrolüüti panemine muudab need leegiaeglustavaks, kuid probleemne on ka aku tööiga. NOHMs täiustab valemit eesmärgiga muuta selle tehnoloogia abil aku kestma 500 tsüklit.

Nüüd ei pruugi kõige tõhusam strateegia olla aku disaini sisuline muutmine ja aku ümberkujundamine, vaid aku olemasolevate omaduste uurimine ja seejärel vähehaaval täiustamine. Näiteks akul on juba akuhaldussüsteem, mille abil jälgitakse aku tööd ja tuvastatakse, kas on probleeme. Kasulik lahendus on selliseid süsteeme paremaks muuta. Juhtimissüsteem on ju juba iga aku osa ning tootjad ei pea leidma uuenduslikke ja kalleid viise uute tehnoloogiate integreerimiseks.

"Ettevõtted saavad akuandmete kogumiseks kasutada täiustatud andureid või muid meetodeid, eriti suurtes seadmetes, kus akusüsteem koosneb tuhandetest akudest." Akuuuringute instituudi Navigant Research analüütik Ian McClenny märkis, et "see suudab täpselt tuvastada akud, mille jõudlus ei vasta standardile, mis aitab aku eluiga pikendada."

San Diego akuohutuse ettevõte Amionx kasutab seda lähenemisviisi. Ettevõtte tegevjuht Bill Davidson ütles, et SafeCore'i nime all tuntud lähenemine oli viimane kaitseliin. SafeCore ei muuda aku enda komponente.

Nagu teisedki ettevõtted, keskendub Amionx olemasolevate akutootjate litsentsimise tehnoloogiale. Kui aga areng on liiga aeglane, kaaluvad nad ise akude valmistamist ja turule laskmist. Davidson ütles: "Kui ma 2019. aastal selliseid tooteid turul ei näe, olen väga pettunud."