Litium-ion-batterier er en næsten allestedsnærværende teknologi med en alvorlig ulempe: de kan sommetider antændes.
En video af besætning og passagerer på et JetBlue-fly, der febrilsk hælder vand på deres rygsække, bliver det seneste eksempel på en bredere bekymring omkring batterier, som nu kan findes i næsten alle enheder, der kræver bærbar strøm. I løbet af det seneste årti har der været en stigning i overskrifterne om brande i lithium-ion-batterier forårsaget af elcykler, elbiler og bærbare computere på passagerflyvninger.
Voksende offentlig bekymring har inspireret forskere over hele verden til at arbejde på at forbedre sikkerheden og levetiden for lithium-ion-batterier.
Batteriinnovation er eksploderet i de senere år, hvor forskere har skabt faststofbatterier ved at erstatte de brandfarlige flydende elektrolytter i standard lithium-ion-batterier med mere stabile faste elektrolytmaterialer såsom ikke-brandfarlige geler, uorganiske glasser og faste polymerer.
Forskning offentliggjort i sidste uge i tidsskriftet Nature foreslår en ny sikkerhedsmekanisme til at forhindre dannelsen af ​​lithium-"dendritter", som dannes, når lithium-ion-batterier overopheder på grund af overopladning eller beskadigelse af dendritiske struktur. Dendritter kan kortslutte batterier og forårsage eksplosive brande.
"Hvert studie giver os større tillid til, at vi kan løse sikkerheds- og rækkeviddeproblemerne ved elbiler," sagde Chongsheng Wang, professor i kemisk og biomolekylær teknik ved University of Maryland og hovedforfatter til studiet.
Wangs udvikling er et vigtigt skridt i retning af at forbedre sikkerheden ved lithium-ion-batterier, sagde Yuzhang Li, en adjunkt i kemiteknik ved UCLA, som ikke var involveret i undersøgelsen.
Lee arbejder på sin egen innovation og skaber næste generations lithiummetalbatteri, der kan lagre 10 gange mere energi end grafitelektrodekomponenterne i traditionelle lithium-ion-batterier.
Når det kommer til sikkerhed i forbindelse med elbiler, sagde Lee, at lithium-ion-batterier ikke er så farlige eller almindelige, som offentligheden tror, ​​og det er afgørende at forstå sikkerhedsprotokoller for lithium-ion-batterier.
"Både elbiler og konventionelle køretøjer har iboende risici," sagde han. "Men jeg tror, ​​at elbiler er sikrere, fordi man ikke sidder på litervis af brandfarlig væske."
Lee tilføjede, at det er vigtigt at træffe forebyggende foranstaltninger mod overopladning eller efter en elbilulykke.
Forskere, der studerede brande i lithium-ion-batterier ved den nonprofitorganisation Fire Research Foundation, fandt ud af, at brande i elbiler er sammenlignelige i intensitet med brande i traditionelle benzindrevne køretøjer, men brande i elbiler har en tendens til at vare længere, kræver mere vand at slukke og er mere tilbøjelige til at antændes igen flere timer efter, at flammen forsvinder, på grund af resterende energi i batteriet.
Victoria Hutchison, senior manager for fondens forskningsprogram, sagde, at elbiler udgør en unik risiko for brandmænd, førstehjælpere og bilister på grund af deres lithium-ion-batterier. Men det betyder ikke nødvendigvis, at folk skal være bange for dem, tilføjede hun.
"Vi prøver stadig at forstå, hvad brande i elbiler er, og hvordan vi bedst bekæmper dem," sagde Hutcheson. "Det er en læringskurve. Vi har haft biler med forbrændingsmotorer i lang tid nu, det er mere ukendt, men vi skal bare lære at håndtere disse hændelser korrekt."
Bekymringer om brande i elbiler kan også presse forsikringspriserne op, sagde Martti Simojoki, ekspert i skadesforebyggelse hos International Union of Marine Insurance. Han sagde, at forsikring af elbiler som fragt i øjeblikket er en af ​​de mindst attraktive forretningsområder for forsikringsselskaber, hvilket kan øge forsikringsomkostningerne for dem, der ønsker at transportere elbiler på grund af den opfattede brandrisiko.
Men en undersøgelse foretaget af International Union of Marine Insurance, en nonprofitorganisation, der repræsenterer forsikringsselskaber, viste, at elbiler ikke er mere farlige eller risikable end konventionelle biler. Faktisk er det ikke blevet bekræftet, at en højprofileret lastbrand ud for den hollandske kyst i sommer blev forårsaget af et elbil, på trods af at overskrifter antydede noget andet, sagde Simojoki.
"Jeg tror, ​​folk er tilbageholdende med at tage risici," sagde han. "Hvis risikoen er høj, vil prisen være højere. I sidste ende er det slutforbrugeren, der betaler for det."
Rettelse (7. november 2023, kl. 9:07 ET): En tidligere version af denne artikel stavede navnet på studiets hovedforfatter forkert. Han er Wang Chunsheng, ikke Chunsheng.