Litiumionbatterier er en nesten allestedsnærværende teknologi med en alvorlig ulempe: de tar noen ganger fyr.
Video av besetning og passasjerer på et JetBlue-fly som febrilsk heller vann på ryggsekkene sine, blir det siste eksemplet på bredere bekymringer rundt batterier, som nå finnes i nesten alle enheter som krever bærbar strøm. I løpet av det siste tiåret har det vært en økning i overskrifter om litiumionbatteribranner forårsaket av elsykler, elbiler og bærbare datamaskiner på passasjerflyvninger.
Økende offentlig bekymring har inspirert forskere over hele verden til å jobbe for å forbedre sikkerheten og levetiden til litiumionbatterier.
Batteriinnovasjon har eksplodert de siste årene, med forskere som lager faststoffbatterier ved å erstatte de brennbare flytende elektrolyttene i standard litiumionbatterier med mer stabile faste elektrolyttmaterialer som ikke-brennbare geler, uorganiske glassarter og faste polymerer.
Forskning publisert forrige uke i tidsskriftet Nature antyder en ny sikkerhetsmekanisme for å forhindre dannelsen av litium-"dendritter", som dannes når litium-ion-batterier overopphetes på grunn av overlading eller skader den dendrittiske strukturen. Dendritter kan kortslutte batterier og forårsake eksplosive branner.
«Hver studie gir oss større tillit til at vi kan løse sikkerhets- og rekkeviddeproblemene til elbiler», sa Chongsheng Wang, professor i kjemisk og biomolekylærteknikk ved University of Maryland og hovedforfatter av studien.
Wangs utvikling er et viktig skritt mot å forbedre sikkerheten til litiumionbatterier, sa Yuzhang Li, en assisterende professor i kjemiteknikk ved UCLA som ikke var involvert i studien.
Lee jobber med sin egen innovasjon, og lager neste generasjons litiummetallbatteri som kan lagre 10 ganger mer energi enn grafittelektrodekomponentene i tradisjonelle litiumionbatterier.
Når det gjelder sikkerhet for elbiler, sa Lee at litiumionbatterier ikke er så farlige eller vanlige som publikum tror, ​​og det er avgjørende å forstå sikkerhetsprotokoller for litiumionbatterier.
«Både elbiler og konvensjonelle kjøretøy har iboende risikoer», sa han. «Men jeg tror elbiler er tryggere fordi du ikke sitter på litervis med brennbar væske.»
Lee la til at det er viktig å ta forebyggende tiltak mot overlading eller etter en elbilulykke.
Forskere som studerte branner i litiumionbatterier ved den ideelle organisasjonen Fire Research Foundation, fant at branner i elbiler er sammenlignbare i intensitet med branner i tradisjonelle bensindrevne kjøretøy, men branner i elbiler har en tendens til å vare lenger, kreve mer vann for å slukke og er mer sannsynlig å antennes igjen flere timer etter at flammen forsvinner på grunn av restenergi i batteriet.
Victoria Hutchison, seniorleder for stiftelsens forskningsprogram, sa at elbiler utgjør en unik risiko for brannmenn, førstehjelpere og sjåfører på grunn av litiumionbatteriene. Men det betyr ikke nødvendigvis at folk bør være redde for dem, la hun til.
«Vi prøver fortsatt å forstå hva elbilbranner er og hvordan vi best kan bekjempe dem», sa Hutcheson. «Det er en læringskurve. Vi har hatt biler med forbrenningsmotorer lenge nå, det er mer ukjent, men vi må bare lære å håndtere disse hendelsene riktig.»
Bekymringer om branner i elbiler kan også presse opp forsikringsprisene, sa Martti Simojoki, en ekspert på skadeforebygging ved International Union of Marine Insurance. Han sa at det å forsikre elbiler som last for tiden er en av de minst attraktive forretningsområdene for forsikringsselskaper, noe som kan øke forsikringskostnadene for de som ønsker å transportere elbiler på grunn av den opplevde brannrisikoen.
Men en studie utført av International Union of Marine Insurance, en ideell organisasjon som representerer forsikringsselskaper, fant at elbiler ikke er farligere eller mer risikable enn konvensjonelle biler. Faktisk er det ikke bekreftet at en høyprofilert lastebrann utenfor den nederlandske kysten i sommer ble forårsaket av et elbil, til tross for at overskrifter antydet noe annet, sa Simojoki.
«Jeg tror folk er motvillige til å ta risikoer», sa han. «Hvis risikoen er høy, vil prisen bli høyere. Til syvende og sist er det sluttforbrukeren som betaler for det.»
Rettelse (7. november 2023, kl. 09:07 ET): En tidligere versjon av denne artikkelen stavet navnet på studiens hovedforfatter feil. Han er Wang Chunsheng, ikke Chunsheng.