Litiumjonbatterier är en nästan allestädes närvarande teknik med en allvarlig nackdel: de fattar ibland eld.
En video av besättning och passagerare på ett JetBlue-flyg som frenetiskt häller vatten på sina ryggsäckar blir det senaste exemplet på en bredare oro kring batterier, som nu finns i nästan alla enheter som kräver bärbar ström. Under det senaste decenniet har det skett en ökning av rubriker om bränder i litiumjonbatterier orsakade av elcyklar, elbilar och bärbara datorer på passagerarflyg.
Växande allmän oro har inspirerat forskare runt om i världen att arbeta för att förbättra säkerheten och livslängden hos litiumjonbatterier.
Batteriinnovation har exploderat de senaste åren, med forskare som skapar fasta batterier genom att ersätta de brandfarliga flytande elektrolyterna i vanliga litiumjonbatterier med mer stabila fasta elektrolytmaterial som icke-brandfarliga geler, oorganiska glas och fasta polymerer.
Forskning som publicerades förra veckan i tidskriften Nature föreslår en ny säkerhetsmekanism för att förhindra bildandet av litium-"dendriter", som bildas när litiumjonbatterier överhettas på grund av överladdning eller skadar den dendritiska strukturen. Dendriter kan kortsluta batterier och orsaka explosiva bränder.
”Varje studie ger oss större förtroende för att vi kan lösa säkerhets- och räckviddsproblemen för elfordon”, säger Chongsheng Wang, professor i kemi- och biomolekylärteknik vid University of Maryland och huvudförfattare till studien.
Wangs utveckling är ett viktigt steg mot att förbättra säkerheten hos litiumjonbatterier, säger Yuzhang Li, biträdande professor i kemiteknik vid UCLA som inte var inblandad i studien.
Lee arbetar med sin egen innovation och skapar nästa generations litiummetallbatteri som kan lagra 10 gånger mer energi än grafitelektrodkomponenterna i traditionella litiumjonbatterier.
När det gäller säkerhet för elfordon sa Lee att litiumjonbatterier inte är så farliga eller vanliga som allmänheten tror, ​​och att det är avgörande att förstå säkerhetsprotokoll för litiumjonbatterier.
”Både elbilar och konventionella fordon har inneboende risker”, sa han. ”Men jag tror att elbilar är säkrare eftersom man inte sitter på litervis med brandfarlig vätska.”
Lee tillade att det är viktigt att vidta förebyggande åtgärder mot överladdning eller efter en elbilsolycka.
Forskare som studerade bränder i litiumjonbatterier vid den ideella organisationen Fire Research Foundation fann att bränder i elfordon är jämförbara i intensitet med bränder i traditionella bensindrivna fordon, men bränder i elfordon tenderar att vara längre, kräva mer vatten för att släcka och är mer benägna att antändas igen flera timmar efter att lågan försvunnit på grund av kvarvarande energi i batteriet.
Victoria Hutchison, chef för stiftelsens forskningsprogram, sa att elfordon utgör en unik risk för brandmän, räddningspersonal och förare på grund av sina litiumjonbatterier. Men det betyder inte nödvändigtvis att folk ska vara rädda för dem, tillade hon.
”Vi försöker fortfarande förstå vad elfordonsbränder är och hur vi bäst kan bekämpa dem”, sa Hutcheson. ”Det är en inlärningskurva. Vi har haft bilar med förbränningsmotorer länge nu, det är mer okänt, men vi måste bara lära oss att hantera dessa händelser på rätt sätt.”
Oro för bränder i elfordon kan också driva upp försäkringspriserna, säger Martti Simojoki, expert på skadeförebyggande åtgärder vid International Union of Marine Insurance. Han sa att försäkring av elfordon som last för närvarande är en av de minst attraktiva affärsområdena för försäkringsbolag, vilket kan öka försäkringskostnaderna för dem som vill transportera elfordon på grund av den upplevda brandrisken.
Men en studie av International Union of Marine Insurance, en ideell organisation som representerar försäkringsbolag, fann att elfordon inte är farligare eller mer riskabla än konventionella bilar. Faktum är att det inte har bekräftats att en uppmärksammad lastbrand utanför den holländska kusten i somras orsakades av ett elfordon, trots att rubriker antydde något annat, sa Simojoki.
”Jag tror att folk är ovilliga att ta risker”, sa han. ”Om risken är hög blir priset högre. I slutändan är det slutkonsumenten som betalar för det.”
Rättelse (7 november 2023, 9:07 ET): En tidigare version av den här artikeln stavade namnet på studiens huvudförfattare fel. Han är Wang Chunsheng, inte Chunsheng.