バッテリーをより安全にする方法は?業界: 破壊よりも段階的な改善の方が信頼性が高い

海外メディアThe Vergeによると、バッテリーが爆発することもあるという。これらの爆発ビデオは恐ろしいものですが、科学者や新興企業はより安全なバッテリーを製造するために懸命に取り組んできました。彼らは安全性の問題を完全に解決したいと考えて、バッテリーの設計を改善し、新しい材料をテストしている。しかし、どの方法にも罠があるようで、現時点で最も現実的な解決策は最も退屈なものである可能性があります。

バッテリーを改善するには 3 つの戦略があります。固体バッテリーとして可燃性液体の使用を避けることです。バッテリーモジュールを耐火性にします。バッテリーの既存の機能特性をわずかに変更します。少なくともバッテリーに関する限り、この変化はゆっくりと起こる可能性があります。

電池火災の問題については、全固体電池による解決策が広く宣伝されています。アイデアはシンプルです。可燃性の液体電解質の代わりに固体材料を電解質として使用します。全固体電池は発火する可能性が低いです。ただし、イオンは液体中よりも固体中で移動するのが難しいため、固体電池は設計が難しく、高価で、性能上の問題が発生する可能性があります。

全固体電池を作るには主に3つの方法があります。タフツ大学の材料科学者で固体電池会社イオニック・マテリアルズの創設者であるマイケル・ジマーマン氏は、電解質の製造にはセラミック、ガラス、ポリマーを使用できると説明した。

陶器やガラスは脆いものです。一度圧力をかけると簡単に割れてしまいます。また、大量生産が難しく、製造過程で有毒ガスが発生することもあります。ポリマーに関しては、イオンを伝導できるものもありますが、通常は非常に高い温度でのみ機能します。ジマーマン氏のチームは、室温でイオンを伝導するが、難燃剤でもあるポリマーを開発した。

現在、イオン材料は電池メーカーと協力しています。ジマーマン氏は、今後2～3年以内にそのような電池を製造したいと考えている。

より安全な電池を見つけるためのもう 1 つの戦略は、たとえ液体であっても電解質自体を耐火性にすることです。 Surya Moganty は、NOHMs Technologies の最高技術責任者です。彼らは、塩に似ているが室温で液体である「イオン固体」を使用した電解質を開発しています。

この材料を電解液に入れると難燃性になりますが、電池の寿命にも問題が生じます。ノームズは、その技術を使用してバッテリーを 500 サイクル持続させることを目標に配合を改良しています。

現在、最も効果的な戦略は、電池の設計を大幅に変更して形状を変えることではなく、電池の既存の特性を研究し、少しずつ改善することかもしれません。たとえば、バッテリーにはすでにバッテリー管理システムが組み込まれており、バッテリーの動作を監視し、問題があるかどうかを検出するために使用されます。有用な解決策は、そのようなシステムを改善することです。結局のところ、管理システムはすでにすべてのバッテリーの一部となっており、メーカーは新しいテクノロジーを統合するための革新的で高価な方法を見つける必要はありません。

「企業は、特にバッテリー システムが数千個のバッテリーで構成される大型デバイスにおいて、高度なセンサーやその他の方法を使用してバッテリー データを収集できます。」電池研究機関ナビガント・リサーチのアナリスト、イアン・マクレニー氏は「性能が基準を満たしていない電池を正確に特定できるため、電池寿命の延長に役立つ」と指摘した。

サンディエゴのバッテリー安全会社 Amionx は、このアプローチを採用しています。同社のビル・デイビッドソン最高執行責任者（COO）は、SafeCoreとして知られる同社のアプローチは最後の防衛線だと述べた。 SafeCore はバッテリー自体のコンポーネントを変更しません。

他の企業と同様に、Amionx は既存の電池メーカーへの技術ライセンス供与に重点を置いています。しかし、進捗が遅すぎる場合は、独自の電池を製造して市場に出すことを検討するだろう。デビッドソン氏は、「2019年にそのような製品が市場に出なかったら、とてもがっかりするだろう」と語った。