Kulcs elvitelek
- Egy Samsung okostelefon nemrégiben kigyulladt egy repülőgépen, emlékeztetve arra, hogy az akkumulátorok nem mindig biztonságosak.
- A szakértők szerint a kütyüakkumulátorok veszélye egyre nő.
-
Az akkumulátorbiztonság egyik megoldása a biztonságosabb vegyszerek használata.
A mobiltelefon akkumulátorai folyamatosan kigyulladnak, de a kutatók dolgoznak a megoldáson.
A legfrissebb Samsung Galaxy A21 okostelefon jelent meg arról, hogy lángra lobbant és leszállásra kényszerült egy repülőgép. Senki sem sérült meg súlyosan a Seattle-Tacoma Nemzetközi Repülőtéren történt balesetben, de a szakértők szerint a kütyüelemek veszélye nő.
"A lítium-ion akkumulátorok mindenütt jelen vannak a mindennapi életben, különféle méretű alkalmazásokban, egészen a kis elektronikai eszközöktől az elektromos járműveken át egészen a nagy hálózati méretű tárolóberendezésekig." Gavin Harper, a Birminghami Egyetem akkumulátorkutatója elmondta a Lifewire-nek egy e-mailes interjúban. "Minden technológia, amely hatalmas mennyiségű energiát tárol egy sűrű közegben, belső biztonsági kihívásokkal jár, ha ez az energia ellenőrizetlenül szabadul fel."
Akkumulátorok a repülőn
Amint azt a közelmúltbeli seattle-i esemény megmutatta, a biztonság fokozására tett több évtizedes erőfeszítés ellenére az akkumulátorok még mindig éghetnek.
A probléma egy része az, hogy az akkumulátorbalesetek egy számjáték. A GSMA elemzői szerint a világon 5,27 milliárd ember rendelkezik mobileszközzel. A Pew Research Center szerint ebből az amerikaiak 97%-ának van mobiltelefonja.
Ha egy lítium-ion akkumulátor rövidzárlatot okoz, ami akkor fordulhat elő, amikor az autó akkumulátorának cellája kilyukad vagy hőhatásnak van kitéve, akkor tűzgolyó-robbanást idézhet elő, amely ezredmásodpercek alatt 1300 F-os hőmérsékletre gyullad ki. Egy ilyen esetet szinte lehetetlen túlélni – magyarázta Jack Kavanaugh, a Nanotech Energy akkumulátortechnológiai cég vezérigazgatója a Lifewire-nek egy e-mailes interjúban.
Mindenki olyan eszközt szeretne, amely egész nap kibír egy töltéssel.
Az elektronikai ipar gyártói régóta ismerik a lítium-ion akkumulátorok gyúlékony képleteinek lehetséges kockázatait – állítja Kavanaugh. Ennek ellenére azt mondta, hogy a fogyasztói eszközökben előforduló lítium-ion akkumulátorral kapcsolatos incidenseket nagyrészt nem jelentik. 2018 februárjában az Egyesült Államok Fogyasztói Termékbiztonsági Bizottsága több mint 25 000 túlmelegedési és akkumulátortüzes eseményről számolt be, amelyek több mint 400 fajta fogyasztói terméket érintettek öt év alatt.
És 2012 és 2017 között 49 nagy energiasűrűségű akkumulátor visszahívásáról számolt be több mint 4 millió eszközre, köztük mobiltelefonokra, robogókra, elektromos kéziszerszámokra és laptopokra.
A lángok oltása
"Mindenki olyan eszközt szeretne, amely egész nap kibír egy töltéssel" - mondta Micah Peterson, a Battery Market alelnöke a Lifewire-nek egy e-mailes interjúban.
Hozzátette, hogy páratlan teljesítménysűrűségük miatt a lítium-ion akkumulátorok minden eszközünk szabványává váltak.
"Semmilyen más akkumulátortechnológia nem éri el azt, hogy ugyanannyi energiát kínáljon kis méretben, de ennek ára van" - mondta Peterson. "A lítium-ion akkumulátorok rendkívül robbanásveszélyesek lehetnek, és mivel minden tüzelőanyagot és oxidálószert tartalmaznak, amelyek szükségesek a tűz fenntartásához még vákuumban is, nagyon nehéz eloltani őket."
A gyártók minimalizálták a robbanások és tüzek előfordulását olyan beépített áramkörrel, amely figyeli az akkumulátor állapotát és hőmérsékletét, mondta Peterson. Ezt az áramkört Battery Management Systemnek vagy BMS-nek hívják, és minden lítium akkumulátort tartalmazó eszközben megtalálható.
"A BMS nem minden esetben képes megmenteni az akkumulátort a robbanástól" - mondta Peterson. „A Samsung Galaxy Note 7 telefonokkal kapcsolatban néhány évvel ezelőtti nagy nyilvánosságot kapott probléma példa volt a rossz tervezési tűrésekre és a rossz minőségellenőrzésre, ami még akkor is tüzet okozott, ha a BMS végzi a munkáját."
Az akkumulátorbiztonság egyik megoldása a biztonságosabb vegyszerek használata – javasolta Peterson. Hozzátette, hogy a lítium-vas-foszfát (LFP) akkumulátorok az olcsó kémiai gyártás példái, és sokkal biztonságosabbak, mint a lítium-ionos NMC kémia.
Minden technológia, amely hatalmas mennyiségű energiát tárol egy sűrű közegben, belső biztonsági kihívásokkal jár, ha ez az energia ellenőrizetlenül szabadul fel.
A kutatók és tudósok a meglévő lítium-ion akkumulátorok fejlesztésén dolgoznak. Például a Nanotech Energy kifejlesztett egy szabadalmaztatott, nem gyúlékony Graphene-Organolyte akkumulátort, amely állítása szerint nagyobb biztonságban van, és felülmúlja a piacon elérhető többi vezető lítium-ion akkumulátort.
Az ausztrál Deakin Egyetem tudósai lángálló lítium fém akkumulátor prototípust fejlesztenek.
"A technológia fejlesztése 2016 óta folyik, de az egyetem állami támogatást kapott a továbbfejlesztéséhez, és a közelmúlt eredményei ígéretesek" - mondta Kavanaugh."Még úgy tűnik, hogy a fém lítium akkumulátorok széles körű kereskedelmi forgalomba hozatala évekre van hátra."
