Key Takeaways
- Ein Samsung-Smartphone hat kürzlich in einem Flugzeug Feuer gefangen, um daran zu erinnern, dass Batterien nicht immer sicher sind.
- Experten sagen, dass die Gefahr durch Gerätebatterien wächst.
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Eine Lösung für die Batteriesicherheit ist die Verwendung sicherer Chemikalien.
Handybatterien fangen immer wieder Feuer, aber Forscher arbeiten an einer Lösung.
Ein Samsung Galaxy A21-Smartphone war das Neueste, das in die Nachrichten kam, weil es in Flammen aufging und ein Flugzeug zur Landung zwang. Bei dem Unfall am Seattle-Tacoma International Airport wurde niemand ernsthaft verletzt, aber Experten sagen, dass die Gefahr durch Gerätebatterien zunimmt.
"Lithium-Ionen-Batterien werden im täglichen Leben in einer Reihe von Anwendungen in unterschiedlichen Größenordnungen allgegenwärtig, von kleinen elektronischen Geräten über Elektrofahrzeuge bis hin zu großen Speicheranlagen im Netzmaßstab", Gavin Harper, ein Batterieforscher an der University of Birmingham, sagte Lifewire in einem E-Mail-Interview. "Jede Technologie, die eine enorme Energiemenge in einem dichten Medium speichert, wird intrinsische Sicherheitsprobleme haben, wenn diese Energie unkontrolliert freigesetzt wird."
Batterien im Flugzeug
Wie das jüngste Ereignis in Seattle gezeigt hat, können Batterien trotz jahrzehntelanger Bemühungen zur Verbesserung der Sicherheit immer noch brennen.
Ein Teil des Problems besteht darin, dass Batterieunfälle ein Zahlenspiel sind. Laut Analysten der GSMA besitzen 5,27 Milliarden Menschen auf der Welt ein mobiles Gerät. Davon besitzen laut dem Pew Research Center etwa 97 % der Amerikaner ein Mobiltelefon.
Wenn ein Lithium-Ionen-Akku kurzgeschlossen wird, was passieren kann, wenn eine Autobatteriezelle durchstochen oder Hitze ausgesetzt wird, kann dies zu einer Feuerballexplosion führen, die sich in Millisekunden auf 1.300 Grad F entzündet. Ein solches Ereignis sei fast unmöglich zu überleben, erklärte Jack Kavanaugh, CEO des Batterietechnologieunternehmens Nanotech Energy, gegenüber Lifewire in einem E-Mail-Interview.
Jeder will ein Gerät, das mit einer Ladung den ganzen Tag durchhält.
Hersteller in der Elektronikindustrie wissen seit langem um die potenziellen Risiken der brennbaren Formeln in Lithium-Ionen-Batterien, behauptet Kavanaugh. Dennoch, sagte er, werden Vorfälle mit Lithium-Ionen-Batterien in Verbrauchergeräten weitgehend nicht gemeldet. Im Februar 2018 meldete die US Consumer Product Safety Commission über 25.000 Überhitzungs- und Batteriebrände, an denen mehr als 400 Arten von Verbraucherprodukten in fünf Jahren beteiligt waren.
Und von 2012 bis 2017 wurden 49 Rückrufe von Batterien mit hoher Energiedichte gemeldet, die mehr als 4 Millionen Geräte betrafen, darunter Mobiltelefone, Roller, Elektrowerkzeuge und Laptops.
Die Flammen löschen
"Jeder will ein Gerät, das mit einer Ladung den ganzen Tag durchhält", sagte Micah Peterson, Vice President bei Battery Market, Lifewire in einem E-Mail-Interview.
Er fügte hinzu, dass Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer unübertroffenen Leistungsdichte zum Standard für alle unsere Geräte geworden sind.
"Keine andere Batterietechnologie bietet annähernd die gleiche Leistung in einem kleinen Formfaktor, aber das hat seinen Preis", sagte Peterson. "Lithium-Ionen-Batterien können extrem explosiv sein, und da sie alle Brennstoffe und Oxidationsmittel enth alten, die zur Aufrechterh altung eines Feuers auch im Vakuum erforderlich sind, können sie sehr schwer zu löschen sein."
Hersteller haben Explosionen und Brände mit eingebauten Sch altkreisen minimiert, die den Batteriezustand und die Temperatur überwachen, sagte Peterson. Diese Sch altung wird Batteriemanagementsystem oder BMS genannt und befindet sich in jedem Gerät, das eine Lithiumbatterie enthält.
"Ein BMS kann eine Batterie nicht in allen Fällen vor einer Explosion retten", sagte Peterson. „Das vor einigen Jahren viel beachtete Problem mit Samsung Galaxy Note 7-Telefonen war ein Beispiel für schlechte Designtoleranzen und schlechte Qualitätskontrolle, die Brände verursachten, obwohl das BMS seine Arbeit verrichtete."
Eine Lösung für die Batteriesicherheit ist die Verwendung sicherer Chemikalien, schlug Peterson vor. Er fügte hinzu, dass Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP) ein Beispiel für billig herzustellende Chemie seien und viel sicherer als Lithium-Ionen-NMC-Chemikalien.
Jede Technologie, die eine enorme Energiemenge in einem dichten Medium speichert, wird intrinsische Sicherheitsprobleme haben, wenn diese Energie unkontrolliert freigesetzt wird.
Forscher und Wissenschaftler arbeiten daran, bestehende Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern. Beispielsweise hat Nanotech Energy eine proprietäre, nicht brennbare Graphen-Organolyt-Batterie entwickelt, von der es behauptet, dass sie in puncto Sicherheit überlegen ist und andere führende Lithium-Ionen-Batterien auf dem Markt übertrifft.
Wissenschaftler der Deakin University in Australien entwickeln einen Prototyp einer Lithium-Metall-Batterie, der schwer entflammbar ist.
"Die Technologie befindet sich seit 2016 in der Entwicklung, aber die Universität erhielt staatliche Mittel, um sie weiterzuentwickeln, und die jüngsten Ergebnisse sind vielversprechend", sagte Kavanaugh.„Trotzdem sieht es so aus, als ob die breite Kommerzialisierung von Lithium-Metall-Batterien noch Jahre entfernt ist.“
