Los aplastan. Los perforan.

Los asan Remojarlos en agua salada y hacerles un cortocircuito.

Los sobrecargan e incluso los descargan en exceso. Infierno, incluso pueden dispararles con láser.

Esas malas baterías nunca tienen ninguna posibilidad contra los investigadores de Sandia National Laboratories, cuyo trabajo es probar las células más allá de sus límites.

Y ahora, con una nueva torre interior que permite a los investigadores del abuso de la batería bajar 200 libras o más en las celdas de iones de litio superadas, han creado otra forma de aprender aún más sobre cómo las baterías responden al estrés.

"Esta se convierte en nuestra novena forma de matar una batería, ", dijo Chris Grosso, ingeniero de pruebas de abuso de baterías de Sandia. Golpea con tanta fuerza que hasta ahora solo estamos cortando las baterías por la mitad".

Las baterías de iones de litio se encuentran con mayor frecuencia en los automóviles eléctricos, ordenadores, equipos médicos y aeronaves. Y son cada vez más poderosos. El impulso constante de más almacenamiento y potencia impulsa la necesidad de realizar pruebas como las que ofrece la nueva torre de caída. dijo la ingeniera mecánica de Sandia, June Stanley.

"Hasta donde sabemos, nadie en los EE. UU. Ha realizado pruebas de caída para pruebas de impacto como esta, ", Dijo Stanley. Los datos recopilados ayudarán a la industria a desarrollarse de manera más segura, Baterías más fiables con un rendimiento más eficiente. También ayudará a responder a emergencias, como choques de vehículos eléctricos, ella dijo.

"Una prueba de impacto como esta es más real, más realista a lo que sucedería, ", dijo." La prueba puede darnos una mejor comprensión de los primeros en responder y cómo manejan una emergencia. También puede ser beneficioso para la industria que investiga y desarrolla nuevas tecnologías ".

La gravedad se hace cargo

La torre de caída se asoma dentro de un edificio tipo hangar que se puede ventilar y limpiar fácilmente si hay humo de un incendio de batería. Los investigadores controlan la torre de forma remota y observan la acción en los monitores dentro de un remolque estacionado a unos 30 metros de distancia.

Lo que ven es la torre de caída que se extiende hacia arriba hasta justo debajo del techo de 14 pies. Una batería se asienta en una bandeja de acero atornillada a una celda de carga para medir la fuerza de impacto en la base de la torre mientras un peso de al menos 200 libras se posa arriba a alturas de hasta 8 pies. 8 pulgadas.

La pulsación de un botón libera el peso. La gravedad se hace cargo seguido de una violenta colisión de peso sobre la batería. Los cables conectados a la batería y la torre miden la velocidad, fuerza, temperatura y voltaje. Las cámaras registran el impacto y la carnicería resultante. Los datos parpadean en las computadoras del tráiler.

Hasta aquí, el equipo ha probado baterías de iones de litio de celda única y un paquete de 12 baterías de este tipo pegadas con cinta adhesiva. Tiempo, las pruebas no han producido las chispas y el calor que se producirían en una prueba de aplastamiento hidráulico de movimiento más lento, han recopilado datos útiles, Stanley dijo.

A raíz de la caída, las baterías son inestables y se desconoce el estado de seguridad de aproximadamente la mitad de las celdas, ella dijo. "Ciertamente ayuda a que los socorristas tengan una mejor comprensión para manejar una situación como esa".

Las pruebas conducen a la mejora

El peso máximo que se puede utilizar para aplastar, aplastar o cortar una batería es de 500 libras debido a los componentes elegidos, Dijo Grosso. "Eso se puede actualizar fácilmente, si es necesario, y podemos seguir agregando peso para tener más fuerza ".

El tubo de acero soldado y los rieles y cojinetes listos para usar hacen que la torre de caída sea barata de mantener, incluso si no es elegante a la vista, dijo Grosso, que diseñó la electrónica y el software operativo de la torre.

"Cuando llegue el fuego inevitable, las piezas se pueden reemplazar de forma económica, ", dijo." No tiene que ser bonito, pero tiene que ser efectivo y tenemos que poder justificar el costo para nuestros clientes ".

Stanley se unió a Grosso hace unos dos años y medio y mejoró el diseño mecánico, controles de seguridad e ingeniería para mover la torre de la idea a la realidad. Stanley, quien encabezó la fabricación e instalación de la torre de caída, dijo que el equipo planea mejorar el artilugio a medida que se realizan más pruebas y los clientes solicitan diferentes tipos de pruebas.

"Este es solo el diseño básico, ", dijo." Tenemos esperanzas y planes para mejorarlo ".

Las mejoras futuras serán agregar resortes o pistones presurizados por gas para aumentar la aceleración hacia abajo del peso, aumentando la fuerza de impacto.

"Para obtener más fuerza de impacto, podemos aumentar la masa o la aceleración del objeto que impacta en la batería, o ambos, "Stanley dijo." Ahora mismo, estamos acelerando a la velocidad de la gravedad. Nuestro objetivo es tener una tasa de aceleración mucho mayor, ¡así más fuerza! "

Se desarrollarán otros planes a medida que la industria continúe ampliando los límites de la energía que las baterías pueden producir y almacenar. Y a medida que esas baterías se incorporan a más dispositivos cotidianos, Los investigadores de Sandia seguirán mejorando en el abuso de ellos.

Es ese deseo de empujar las baterías más allá de sus límites lo que finalmente impulsará el desarrollo. Cuantos más datos estén disponibles, los mejores desarrolladores pueden diseñar la próxima generación de dispositivos de almacenamiento de energía con un rendimiento mejorado, fiabilidad y seguridad.

"Como una capacidad adicional a lo que ya estamos haciendo, la torre de caída es muy fresca, ", Dijo Grosso." Nuestros clientes han estado pidiendo algo como esto, y solo muestra que tenemos un gran poder cerebral en nuestro laboratorio ".