Lithium-Ionen-Batterien sind eine nahezu allgegenwärtige Technologie mit einem gravierenden Nachteil: Sie fangen manchmal Feuer.
Das Video von Besatzung und Passagieren auf einem JetBlue-Flug, die hektisch Wasser auf ihre Rucksäcke schütten, ist das jüngste Beispiel für die umfassendere Besorgnis über Batterien, die mittlerweile in fast jedem Gerät zu finden sind, das tragbare Stromversorgung benötigt.Im letzten Jahrzehnt gab es immer mehr Schlagzeilen über Brände von Lithium-Ionen-Batterien, die durch Elektrofahrräder, Elektroautos und Laptops auf Passagierflügen verursacht wurden.
Die wachsende öffentliche Besorgnis hat Forscher auf der ganzen Welt dazu inspiriert, daran zu arbeiten, die Sicherheit und Langlebigkeit von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern.
Die Batterieinnovation hat in den letzten Jahren explosionsartig zugenommen, wobei Forscher Festkörperbatterien entwickelten, indem sie die brennbaren flüssigen Elektrolyte in Standard-Lithium-Ionen-Batterien durch stabilere Festelektrolytmaterialien wie nicht brennbare Gele, anorganische Gläser und feste Polymere ersetzten.
Eine letzte Woche in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie schlägt einen neuen Sicherheitsmechanismus vor, um die Bildung von Lithium-„Dendriten“ zu verhindern, die sich bilden, wenn Lithium-Ionen-Batterien aufgrund von Überladung überhitzen oder die dendritische Struktur beschädigen.Dendriten können Batterien kurzschließen und explosive Brände verursachen.
„Jede Studie gibt uns mehr Zuversicht, dass wir die Sicherheits- und Reichweitenprobleme von Elektrofahrzeugen lösen können“, sagte Chongsheng Wang, Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik an der University of Maryland und Hauptautor der Studie.
Wangs Entwicklung sei ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien, sagte Yuzhang Li, Assistenzprofessor für Chemieingenieurwesen an der UCLA, der nicht an der Studie beteiligt war.
Lee arbeitet an seiner eigenen Innovation und entwickelt eine Lithium-Metall-Batterie der nächsten Generation, die zehnmal mehr Energie speichern kann als die Graphitelektrodenkomponenten in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien.
Wenn es um die Sicherheit von Elektrofahrzeugen geht, sind Lithium-Ionen-Batterien laut Lee nicht so gefährlich oder verbreitet, wie die Öffentlichkeit denkt, und das Verständnis der Sicherheitsprotokolle für Lithium-Ionen-Batterien ist von entscheidender Bedeutung.
„Sowohl Elektrofahrzeuge als auch konventionelle Fahrzeuge bergen inhärente Risiken“, sagte er.„Aber ich denke, Elektroautos sind sicherer, weil man nicht auf literweise brennbaren Flüssigkeiten sitzt.“
Lee fügte hinzu, dass es wichtig sei, vorbeugende Maßnahmen gegen Überladung oder nach einem Unfall mit einem Elektrofahrzeug zu ergreifen.
Forscher, die Brände von Lithium-Ionen-Batterien an der gemeinnützigen Fire Research Foundation untersuchten, stellten fest, dass Brände in Elektrofahrzeugen in ihrer Intensität mit Bränden in herkömmlichen benzinbetriebenen Fahrzeugen vergleichbar sind, Brände in Elektrofahrzeugen jedoch tendenziell länger andauern, zum Löschen mehr Wasser erfordern und stärker sind wahrscheinlich entzünden.wieder.mehrere Stunden nach dem Verschwinden der Flamme aufgrund der Restenergie in der Batterie.
Victoria Hutchison, leitende Managerin des Forschungsprogramms der Stiftung, sagte, Elektrofahrzeuge stellten aufgrund ihrer Lithium-Ionen-Batterien ein besonderes Risiko für Feuerwehrleute, Ersthelfer und Fahrer dar.Das bedeute aber nicht unbedingt, dass die Menschen Angst vor ihnen haben sollten, fügte sie hinzu.
„Wir versuchen immer noch zu verstehen, was Brände von Elektrofahrzeugen sind und wie wir sie am besten bekämpfen können“, sagte Hutcheson.„Es ist eine Lernkurve.Wir haben schon lange Autos mit Verbrennungsmotoren, das ist eher unbekannt, aber wir müssen einfach lernen, mit diesen Ereignissen richtig umzugehen.“
Bedenken hinsichtlich Bränden von Elektrofahrzeugen könnten auch die Versicherungspreise in die Höhe treiben, sagte Martti Simojoki, Schadenverhütungsexperte bei der International Union of Marine Insurance.Er sagte, die Versicherung von Elektrofahrzeugen als Fracht sei derzeit einer der am wenigsten attraktiven Geschäftszweige für Versicherer, was aufgrund der wahrgenommenen Brandgefahr die Versicherungskosten für diejenigen erhöhen könnte, die Elektrofahrzeuge transportieren möchten.
Eine Studie der International Union of Marine Insurance, einer gemeinnützigen Gruppe, die Versicherungsunternehmen vertritt, ergab jedoch, dass Elektrofahrzeuge nicht gefährlicher oder riskanter sind als herkömmliche Autos.Tatsächlich wurde nicht bestätigt, dass ein aufsehenerregender Frachtbrand vor der niederländischen Küste in diesem Sommer durch ein Elektrofahrzeug verursacht wurde, obwohl Schlagzeilen etwas anderes vermuten ließen, sagte Simojoki.
„Ich denke, die Menschen sind risikoscheu“, sagte er.„Wenn das Risiko hoch ist, wird der Preis höher sein.Am Ende zahlt der Endverbraucher dafür.“
Korrektur (7. November 2023, 9:07 Uhr ET): In einer früheren Version dieses Artikels wurde der Name des Hauptautors der Studie falsch geschrieben.Er ist Wang Chunsheng, nicht Chunsheng.