موارد مهم
- یک گوشی هوشمند سامسونگ اخیراً در هواپیما آتش گرفت تا یادآوری کند که باتری ها همیشه ایمن نیستند.
- کارشناسان می گویند خطر باتری ابزارها در حال افزایش است.
-
یک راه حل برای ایمنی باتری استفاده از مواد شیمیایی ایمن تر است.
باتری های تلفن همراه همچنان آتش می گیرند، اما محققان در تلاش برای یافتن راه حلی هستند.
یک گوشی هوشمند Samsung Galaxy A21 آخرین موردی بود که خبر آتش گرفتن و فرود اجباری هواپیما را داد. در این حادثه در فرودگاه بین‌المللی سیاتل-تاکوما هیچ‌کس آسیب جدی ندید، اما کارشناسان می‌گویند خطر باتری‌های گجت‌ها در حال افزایش است.
"باتری‌های لیتیوم یونی در زندگی روزمره در طیف وسیعی از کاربردها در مقیاس‌های مختلف، از دستگاه‌های الکترونیکی کوچک گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی، تا تاسیسات ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه‌ای بزرگ، در حال تبدیل شدن به همه جا هستند. هارپر، محقق باتری در دانشگاه بیرمنگام، در مصاحبه ای ایمیلی به Lifewire گفت. "هر فناوری که مقدار زیادی انرژی را در یک محیط متراکم ذخیره می کند، اگر انرژی به طور غیرقابل کنترلی آزاد شود، با چالش های ایمنی ذاتی روبرو خواهد شد."
باتری در هواپیما
همانطور که رویداد اخیر در سیاتل نشان داد، با وجود چندین دهه تلاش برای افزایش ایمنی، باتری‌ها هنوز می‌توانند بسوزند.
بخشی از مشکل این است که تصادفات باتری یک بازی اعداد است. به گفته تحلیلگران GSMA، 5.27 میلیارد نفر در جهان یک دستگاه تلفن همراه دارند. طبق گزارش مرکز تحقیقاتی پیو، از این تعداد، حدود 97 درصد از آمریکایی ها صاحب تلفن همراه هستند.
اگر یک باتری لیتیوم یونی اتصال کوتاه پیدا کند، که ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که سلول باتری خودرو سوراخ شود یا در معرض گرما قرار گیرد، می تواند یک انفجار گلوله آتشین ایجاد کند که تا دمای 1300 درجه فارنهایت در میلی ثانیه مشتعل شود.جک کاوانا، مدیرعامل شرکت فناوری باتری نانوتک انرژی، در یک مصاحبه ایمیلی با Lifewire توضیح داد که زنده ماندن چنین اتفاقی تقریبا غیرممکن است.
همه دستگاهی می خواهند که بتواند تمام روز را با شارژ دوام بیاورد.
کاوانا ادعا می‌کند که تولیدکنندگان در صنعت الکترونیک مدت‌هاست که از خطرات احتمالی فرمول‌های قابل اشتعال در باتری‌های لیتیوم یونی می‌دانند. با این حال، به گفته او، حوادث باتری لیتیوم یون در گجت‌های مصرف‌کننده تا حد زیادی گزارش نشده است. در فوریه 2018، کمیسیون ایمنی محصولات مصرفی ایالات متحده بیش از 25000 حادثه داغ شدن بیش از حد و آتش سوزی باتری را گزارش کرد که شامل بیش از 400 نوع محصول مصرفی در طول پنج سال است.
و از سال 2012 تا 2017، 49 فراخوان باتری پرانرژی را در مورد بیش از 4 میلیون دستگاه از جمله تلفن همراه، اسکوتر، ابزار برقی و لپ‌تاپ گزارش داد.
خاموش کردن شعله
«همه دستگاهی می خواهند که بتواند تمام روز را با شارژ دوام بیاورد.
او اضافه کرد که باتری‌های لیتیوم یون به دلیل چگالی انرژی بی‌نظیرشان به استانداردی برای همه دستگاه‌های ما تبدیل شده‌اند.
"پیترسون گفت: "هیچ فناوری باتری دیگری به ارائه همان مقدار قدرت در یک فاکتور کوچک نزدیک نیست، اما این هزینه دارد." باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند به شدت انفجاری باشند، و از آنجایی که حاوی تمام سوخت‌ها و اکسیدکننده‌های مورد نیاز برای حفظ آتش حتی در خلاء هستند، خاموش کردن آنها می‌تواند بسیار دشوار باشد.»
پترسون گفت که تولید کنندگان انفجارها و آتش سوزی ها را با مدارهای داخلی که سلامت و دمای باتری را کنترل می کند به حداقل رسانده اند. این مدار سیستم مدیریت باتری یا BMS نامیده می شود و در هر دستگاهی که دارای باتری لیتیومی است وجود دارد.
«یک BMS در همه موارد نمی تواند باتری را از انفجار نجات دهد،» پترسون. «مساله ای که چند سال پیش در مورد گوشی های سامسونگ گلکسی نوت 7 منتشر شد، نمونه ای از تحمل طراحی بد و کنترل کیفیت ضعیف بود که حتی با انجام کار BMS باعث آتش سوزی شد."
یکی از راه حل های ایمنی باتری استفاده از مواد شیمیایی ایمن تر است، پیترسون پیشنهاد کرد. وی افزود که باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP) نمونه ای از شیمی ارزان برای ساخت و بسیار ایمن تر از لیتیوم-یون NMC هستند.
هر فناوری که مقدار زیادی انرژی را در یک محیط متراکم ذخیره می کند، اگر انرژی به طور غیرقابل کنترلی آزاد شود، با چالش های ایمنی ذاتی روبرو خواهد شد.
محققان و دانشمندان در حال کار برای بهبود باتری های لیتیوم یون موجود هستند. به عنوان مثال، Nanotech Energy یک باتری اختصاصی و غیر قابل اشتعال گرافن-ارگانولیت ایجاد کرده است که ادعا می کند از نظر ایمنی برتر است و از دیگر باتری های لیتیوم یون پیشرو موجود در بازار بهتر است.
دانشمندان دانشگاه دیکین در استرالیا در حال توسعه یک نمونه اولیه باتری لیتیوم فلزی هستند که در برابر شعله مقاوم است.
"این فناوری از سال 2016 در حال توسعه بوده است، اما دانشگاه برای کمک به توسعه بیشتر آن بودجه دولتی دریافت کرده است و نتایج اخیر امیدوارکننده است.""حتی هنوز، به نظر می رسد که تجاری سازی گسترده باتری های لیتیوم فلزی سال ها فاصله دارد."
