باتری‌های لیتیوم-یونی یک فناوری تقریباً فراگیر هستند که یک اشکال جدی دارند: گاهی اوقات آتش می‌گیرند.
ویدئویی از خدمه و مسافران پرواز جت‌بلو که دیوانه‌وار آب را روی کوله‌پشتی‌هایشان می‌ریزند، جدیدترین نمونه از نگرانی‌های گسترده‌تر در مورد باتری‌ها است، باتری‌هایی که اکنون تقریباً در هر دستگاهی که به برق قابل حمل نیاز دارد، یافت می‌شوند. در طول دهه گذشته، تیترهای خبری در مورد آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم-یونی ناشی از دوچرخه‌های برقی، ماشین‌های برقی و لپ‌تاپ‌ها در پروازهای مسافربری افزایش یافته است.
افزایش نگرانی‌های عمومی، محققان سراسر جهان را بر آن داشته است تا برای بهبود ایمنی و طول عمر باتری‌های لیتیوم-یون تلاش کنند.
نوآوری در زمینه باتری در سال‌های اخیر به طور چشمگیری افزایش یافته است و محققان با جایگزینی الکترولیت‌های مایع قابل اشتعال در باتری‌های لیتیوم-یونی استاندارد با مواد الکترولیت جامد پایدارتر مانند ژل‌های غیرقابل اشتعال، شیشه‌های معدنی و پلیمرهای جامد، باتری‌های حالت جامد ایجاد کرده‌اند.
تحقیقاتی که هفته گذشته در مجله Nature منتشر شد، مکانیسم ایمنی جدیدی را برای جلوگیری از تشکیل «دندریت‌های» لیتیومی پیشنهاد می‌دهد. این «دندریت‌ها» زمانی تشکیل می‌شوند که باتری‌های لیتیوم-یونی به دلیل شارژ بیش از حد یا آسیب به ساختار دندریتی، بیش از حد گرم می‌شوند. دندریت‌ها می‌توانند باتری‌ها را اتصال کوتاه کرده و باعث آتش‌سوزی‌های انفجاری شوند.
چونگ‌شنگ وانگ، استاد مهندسی شیمی و زیست‌مولکولی در دانشگاه مریلند و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «هر مطالعه به ما اطمینان بیشتری می‌دهد که می‌توانیم مشکلات ایمنی و برد خودروهای برقی را حل کنیم.»
یوژانگ لی، استادیار مهندسی شیمی در دانشگاه UCLA که در این مطالعه مشارکتی نداشته است، گفت: «توسعه وانگ گامی مهم در جهت بهبود ایمنی باتری‌های لیتیوم-یونی است.»
لی در حال کار بر روی نوآوری خود است و در حال ساخت یک باتری لیتیوم-فلزی نسل بعدی است که می‌تواند 10 برابر بیشتر از اجزای الکترود گرافیتی در باتری‌های لیتیوم-یونی سنتی انرژی ذخیره کند.
لی گفت وقتی صحبت از ایمنی خودروهای برقی می‌شود، باتری‌های لیتیوم-یونی آنقدرها که عموم مردم فکر می‌کنند خطرناک یا رایج نیستند و درک پروتکل‌های ایمنی باتری لیتیوم-یونی بسیار مهم است.
او گفت: «هم خودروهای برقی و هم خودروهای معمولی خطرات ذاتی دارند. اما من فکر می‌کنم خودروهای برقی ایمن‌تر هستند زیرا شما روی گالن‌های مایع قابل اشتعال نمی‌نشینید.»
لی افزود که انجام اقدامات پیشگیرانه در برابر شارژ بیش از حد یا پس از تصادف خودروهای برقی بسیار مهم است.
محققانی که در بنیاد غیرانتفاعی تحقیقات آتش‌سوزی باتری‌های لیتیوم-یونی مطالعه می‌کنند، دریافتند که آتش‌سوزی در خودروهای الکتریکی از نظر شدت با آتش‌سوزی در خودروهای بنزینی سنتی قابل مقایسه است، اما آتش‌سوزی در خودروهای الکتریکی معمولاً بیشتر طول می‌کشد، به آب بیشتری برای خاموش شدن نیاز دارد و به دلیل انرژی باقیمانده در باتری، احتمال شعله‌ور شدن مجدد آن چند ساعت پس از ناپدید شدن شعله بیشتر است.
ویکتوریا هاچینسون، مدیر ارشد برنامه تحقیقاتی این بنیاد، گفت که وسایل نقلیه الکتریکی به دلیل باتری‌های لیتیوم-یونی خود، خطر منحصر به فردی برای آتش‌نشانان، امدادگران و رانندگان ایجاد می‌کنند. اما این لزوماً به این معنی نیست که مردم باید از آنها بترسند.
هاچسون گفت: «ما هنوز در تلاشیم تا بفهمیم آتش‌سوزی خودروهای الکتریکی چیست و چگونه می‌توان به بهترین شکل با آن مقابله کرد. این یک منحنی یادگیری است. ما مدت‌هاست که خودروهای احتراق داخلی داریم، این موضوع بیشتر یک ناشناخته است، اما ما فقط باید یاد بگیریم که چگونه به درستی با این رویدادها برخورد کنیم.»
مارتی سیموجوکی، متخصص پیشگیری از خسارت در اتحادیه بین‌المللی بیمه دریایی، گفت نگرانی‌ها در مورد آتش‌سوزی خودروهای برقی همچنین می‌تواند قیمت بیمه را افزایش دهد. او گفت بیمه کردن خودروهای برقی به عنوان بار در حال حاضر یکی از کم‌جذابیت‌ترین حوزه‌های کسب‌وکار برای بیمه‌گران است که می‌تواند به دلیل خطر آتش‌سوزی، هزینه بیمه را برای کسانی که به دنبال حمل و نقل خودروهای برقی هستند، افزایش دهد.
اما مطالعه‌ای که توسط اتحادیه بین‌المللی بیمه دریایی، یک گروه غیرانتفاعی نماینده شرکت‌های بیمه، انجام شده است، نشان می‌دهد که وسایل نقلیه الکتریکی خطرناک‌تر یا ریسک‌پذیرتر از خودروهای معمولی نیستند. سیموجوکی گفت، در واقع، تأیید نشده است که آتش‌سوزی بزرگ یک کشتی باری در سواحل هلند در تابستان امسال ناشی از یک وسیله نقلیه الکتریکی بوده است، علیرغم اینکه تیترهای خبری خلاف این را نشان می‌دهند.
او گفت: «فکر می‌کنم مردم تمایلی به ریسک کردن ندارند. اگر ریسک بالا باشد، قیمت بالاتر خواهد رفت. در نهایت، مصرف‌کننده نهایی هزینه آن را می‌پردازد.»
اصلاحیه (۷ نوامبر ۲۰۲۳، ساعت ۹:۰۷ صبح به وقت شرق آمریکا): در نسخه قبلی این مقاله، نام نویسنده اصلی این مطالعه اشتباه تایپی شده بود. او وانگ چونشنگ است، نه چونشنگ.