배터리를 더 안전하게 만드는 방법은 무엇입니까? 산업: 전복보다 점진적인 개선이 더 안정적입니다.

외신인 더버지(The Verge)에 따르면 배터리가 가끔 폭발하는 경우가 있다. 폭발 영상은 무섭지만, 과학자들과 스타트업들은 더 안전한 배터리를 만들기 위해 열심히 노력해 왔습니다. 그들은 안전 문제를 완전히 해결하기 위해 배터리 설계를 개선하고 새로운 재료를 테스트하고 있습니다. 하지만 모든 방법에는 함정이 있는 것 같고, 현재 가장 실용적인 해결책이 가장 지루할 수도 있습니다.

배터리를 개선하기 위한 세 가지 전략이 있습니다. 가연성 액체를 고체 배터리로 사용하지 마십시오. 배터리 모듈을 내화성으로 만드십시오. 기존 배터리의 기능적 특성을 약간 수정합니다. 적어도 배터리에 관한 한 이러한 변화는 천천히 이루어질 수 있습니다.

배터리 화재 문제에 대해 널리 알려진 솔루션은 고체 배터리입니다. 아이디어는 간단합니다. 가연성 액체 전해질 대신 고체 물질을 전해질로 사용합니다. 고체 배터리는 불이 붙을 가능성이 없습니다. 그러나 액체보다 고체에서 이온의 이동이 더 어렵기 때문에 고체 배터리는 설계가 어렵고 가격이 비싸며 성능 문제가 있을 수 있습니다.

고체 배터리를 만드는 방법에는 크게 세 가지가 있습니다. Tufts University의 재료 과학자이자 고체 배터리 회사인 Ionic Materials의 창립자인 Michael Zimmerman은 세라믹, 유리 또는 폴리머를 사용하여 전해질을 만들 수 있다고 설명했습니다.

도자기와 유리는 부서지기 쉽습니다. 압력을 가하면 깨지기 쉽습니다. 또한, 대량생산이 어렵고, 제조과정에서 유독가스를 배출하는 경우도 있다. 폴리머의 경우 일부는 이온을 전도할 수 있지만 일반적으로 매우 높은 온도에서만 작동합니다. Zimmerman 팀은 실온에서 이온을 전도하면서도 난연제 역할을 하는 폴리머를 개발했습니다.

현재 아이오닉머티리얼즈는 배터리 제조사와 협력하고 있다. 짐머만은 앞으로 2~3년 안에 그러한 배터리를 만들 수 있기를 바라고 있다.

더 안전한 배터리를 찾는 또 다른 전략은 전해질이 여전히 액체임에도 불구하고 전해질 자체를 내화성으로 만드는 것입니다. 수리야 모간티(Surya Moganty)는 NOHMs Technologies의 최고 기술 책임자(CTO)입니다. 그들은 염과 유사하지만 실온에서 액체인 "이온성 고체"를 사용하여 전해질을 개발하고 있습니다.

이 물질을 전해질에 넣으면 난연성을 갖게 되지만 배터리 수명에도 문제가 생긴다. NOHMs는 자사 기술을 사용하여 배터리를 500사이클 동안 지속시키는 것을 목표로 공식을 개선하고 있습니다.

이제 가장 효과적인 전략은 배터리 디자인을 대폭 바꾸고 배터리의 형태를 바꾸는 것이 아니라, 배터리의 기존 특성을 연구하고 조금씩 개선하는 것일 수 있습니다. 예를 들어, 배터리에는 배터리 작동을 모니터링하고 문제가 있는지 감지하는 데 사용되는 배터리 관리 시스템이 이미 포함되어 있습니다. 유용한 해결책은 그러한 시스템을 더 좋게 만드는 것입니다. 결국 관리 시스템은 이미 모든 배터리의 일부이므로 제조업체는 새로운 기술을 통합하기 위해 혁신적이고 값비싼 방법을 찾을 필요가 없습니다.

"기업은 특히 배터리 시스템이 수천 개의 배터리로 구성된 대형 장치에서 고급 센서 또는 기타 방법을 사용하여 배터리 데이터를 수집할 수 있습니다." 배터리 연구소 내비건트 리서치(Navigant Research)의 분석가인 이안 맥클레니(Ian McClenny)는 “성능이 기준에 미치지 못하는 배터리를 정확하게 찾아낼 수 있어 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 된다”고 지적했다.

샌디에이고 배터리 안전 회사인 Amionx는 이러한 접근 방식을 취하고 있습니다. 회사의 최고 운영 책임자(COO)인 빌 데이비슨(Bill Davidson)은 SafeCore로 알려진 접근 방식이 최후의 방어선이라고 말했습니다. SafeCore는 배터리 자체의 구성 요소를 변경하지 않습니다.

다른 회사와 마찬가지로 Amionx는 기존 배터리 제조업체에 기술 라이선스를 제공하는 데 중점을 둡니다. 그러나 진전이 너무 느리면 자체 배터리를 만들어 시장에 출시하는 것을 고려할 것입니다. 데이비슨은 "2019년에 이런 제품을 시장에서 볼 수 없다면 매우 실망할 것"이라고 말했다.