Взорвавшийся Samsung Galaxy Note 7. Фото: Flickr
Мы все полагаемся на батареи, чтобы автономно пользоваться различными устройствами, от мобильных телефонов до автомобилей. Но в последнее время с ними возникли серьёзные проблемы. Многие авиапассажиры были вынуждены отказаться от своих телефонов Samsung Galaxy Note 7, потому что их батареи считаются пожароопасными, вылеты задерживали для проверки багажа, в котором могли находиться телефоны. /epochtimes.ru/
Аккумуляторы других мобильных телефонов также подвержены возгоранию.
Авиакомпании запретили несколько месяцев назад и ховерборды, так как их батареи тоже считаются пожароопасными. Сообщалось о сотнях случаев врыва батарей в электрических транспортных средствах, особенно в Китае. В чём причина всех этих неприятностей?
Ховерборд. Фото: Wikipedia Commons
Литий-ионные батареи
Всё началось в 1990-х годах с появлением литий-ионных батарей, которые использовались в телефонах и других устройствах. Литий является менее токсичным, чем предыдущие материалы для батарей, такие как кадмий или свинец. В отличие от предыдущих батарей «одноразового использования» литий-ионные могут заряжаться тысячи раз.
Ещё одна умная инновация заключалась в компактной конструкции слоистой батареи, которая позволила оптимизировать тепловые пути и сопутствующее программное обеспечение и управление энергосистемой, что (как правило) помогает избежать перезарядки и чрезмерной разрядки.
Конструкции становились всё более и более изощрёнными, начиная с середины 1990-х годов, благодаря крупным инвестициям в технологии. Плотность энергии выросла с 100 ватт-час на килограмм до 270 ватт-час на килограмм, что означает, что вы можете иметь гораздо больше энергии в меньшем пространстве. Это имело решающее значение для развития современной бытовой электроники, в которой размер и вес устройства являются критическими характеристиками для покупателей.
Но с большей энергией приходит больше тепла, и температуры внутри батареи растут. Жёсткая конкуренция среди производителей привела к тому, что в спешке не уделялось достаточного внимания вопросу безопасности, а появившиеся новые продукты не прошли проверку временем.
Компания Samsung призвала выключить взрывоопасные смартфоны Galaxy Note 7
Южнокорейская компания Samsung Electronics порекомендовала пользователям выключить смартфоны Galaxy Note 7 после случаев их самовозгорания. Приостановлены продажи и замена смартфон…
Внезапное трение или внешнее тепло может привести к спонтанному взрыву батареи и к повреждению не только самого устройства, но и его владельца, а также к возникновению пожара. Эти проблемы начали появляться около десяти лет назад, но теперь это стало более распространённым и может иметь катастрофические последствия для компаний, о которых идёт речь.
С потребительской точки зрения, есть несколько возможных ответов: согласиться на более короткий срок службы батареи и заряжать устройство чаще; или не приобретать сразу технологические новинки, а дождаться отзывов первых покупателей. При нынешних скоростях ждать придётся недолго, не более шести месяцев.
Новые возможности и новые риски
Могут спросить, а есть ли и другие опасности применения батарей? К сожалению, да. Сейчас производится целый ряд устройств для крупномасштабного использования, таких как парки батарей для будущих жилых районов и для так называемых умных и устойчивых городов. Эти парки будут использоваться для бесперебойного энергоснабжения и хранения энергии от источников, таких как ветровые электростанции, которые не могут производить её всё время.
Концепция отличная. Различные системы, использующие проточные редокс-аккумуляторы, содержащие либо литий, либо ванадий, уже используются для питания жилых районов в США и Европе. Например, в небольшом городке Брадерупе в северной Германии есть система, которая производит 2 мВт и может хранить 2 МВт-ч — примерно столько производит за три часа береговая ветровая турбина.
Ванадиевая окислительно-восстановительная система хранения в штате Вашингтон, США. Фото: Wikipedia
Китай был ведущим игроком в этом секторе. Современные экспериментальные установки в городе Чжаньбэй недалеко от Пекина, как сообщается, производят 14 мВт. Недавно объявили о планах по созданию единого хранилища на 500 МВт-ч с целью обеспечить 64 ГВт к 2020 году, что достаточно примерно для 50 домов.
Проблема заключается в том, что такие установки представляют серьёзную взрывопожарную опасность. Если мы хотим избежать таких последствий, разработчики должны извлечь уроки из недостатков небольших батарей и обеспечить безопасность и надлежащее тестирование.
Мы также должны иметь в виду, что аккумуляторы — весьма потребляющий ресурс. О высокой стоимости повторного использования и утилизации батарей также редко говорят. Реальная задача и возможность заключается в поиске способов хранения энергии без использования батареи вообще. Это, однако, совершенно другая история.
Автор: Ричард Эндрю Уильямс, ректор Heriot-Watt University, Великобритания
Источник: The Conversation