Como tornar a bateria mais segura? Indústria: a melhoria gradual é mais confiável que a subversão

Segundo a mídia estrangeira The Verge, as baterias às vezes explodem. Esses vídeos de explosões são assustadores, mas cientistas e startups têm trabalhado duro para construir baterias mais seguras. Eles estão melhorando o design da bateria e testando novos materiais, na esperança de resolver o problema de segurança de uma vez por todas. Mas todo método parece conter uma armadilha, e a solução mais prática no momento pode ser a mais enfadonha.

Existem três estratégias para melhorar a bateria: evitar usar líquidos inflamáveis ​​como bateria sólida; Torne o módulo da bateria à prova de fogo; Modifique ligeiramente as características funcionais existentes da bateria. Pelo menos no que diz respeito às baterias, esta mudança pode ocorrer lentamente.

Para o problema do incêndio da bateria, uma solução amplamente divulgada são as baterias sólidas. A ideia é simples: usar materiais sólidos como eletrólitos em vez de eletrólitos líquidos inflamáveis; É improvável que baterias sólidas peguem fogo. No entanto, é mais difícil para os íons se moverem no sólido do que no líquido, o que significa que as baterias sólidas são difíceis de projetar, caras e podem ter problemas de desempenho.

Existem três métodos principais de fabricação de baterias sólidas. Michael Zimmerman, cientista de materiais da Universidade Tufts e fundador da Ionic Materials, uma empresa de baterias sólidas, explicou que é possível usar cerâmica, vidro ou polímeros para produzir eletrólitos.

Cerâmica e vidro são quebradiços. Depois de aplicar pressão, eles são fáceis de quebrar. Além disso, são difíceis de produzir em grandes quantidades e por vezes emitem gases tóxicos no processo de fabrico. Em termos de polímeros, alguns podem conduzir íons, mas normalmente só funcionam em temperaturas extremamente altas. A equipe de Zimmerman desenvolveu um polímero que conduz íons à temperatura ambiente, mas também é retardador de chama.

Atualmente, a Ionic Materials está cooperando com fabricantes de baterias. Zimmerman espera fabricar essas baterias nos próximos dois a três anos.

Outra estratégia para encontrar baterias mais seguras é tornar o próprio eletrólito à prova de fogo, mesmo que ainda seja líquido. Surya Moganty é Diretora de Tecnologia da NOHMs Technologies. Eles estão desenvolvendo eletrólitos usando “sólidos iônicos”, que são semelhantes aos sais, mas são líquidos à temperatura ambiente.

Colocar este material no eletrólito irá torná-los retardadores de chama, mas a vida útil da bateria também será problemática. A NOHMs está aprimorando a fórmula com o objetivo de fazer com que a bateria com sua tecnologia dure 500 ciclos.

Agora, a estratégia mais eficaz pode não ser alterar substancialmente o design da bateria e remodelá-la, mas estudar as características existentes da bateria e depois melhorá-la pouco a pouco. Por exemplo, a bateria já contém um sistema de gerenciamento de bateria, que é usado para monitorar o funcionamento da bateria e detectar se há algum problema. Uma solução útil é melhorar esses sistemas. Afinal, o sistema de gestão já faz parte de todas as baterias e os fabricantes não precisam de encontrar formas inovadoras e dispendiosas de integrar novas tecnologias.

“As empresas podem usar sensores avançados ou outros métodos para coletar dados de bateria, especialmente em dispositivos grandes onde o sistema de bateria consiste em milhares de baterias”. Ian McClenny, analista do instituto de pesquisa de baterias Navigant Research, destacou que “ele pode localizar com precisão as baterias cujo desempenho não atende ao padrão, o que é útil para prolongar a vida útil da bateria”.

A empresa de segurança de baterias de San Diego, Amionx, está adotando essa abordagem. Bill Davidson, diretor de operações da empresa, disse que sua abordagem, conhecida como SafeCore, era a última linha de defesa. SafeCore não altera os componentes da bateria em si.

Como outras empresas, a Amionx se concentra no licenciamento de tecnologia para fabricantes de baterias existentes. Mas se o progresso for demasiado lento, considerarão fabricar as suas próprias baterias e colocá-las no mercado. Davidson disse: “Se eu não vir esses produtos no mercado em 2019, ficarei muito desapontado”.