Eles os esmagam. Eles os perfuram.

Eles os assam, mergulhe-os em água salgada e provoque um curto-circuito.

Eles sobrecarregam e até mesmo os descarregam em excesso. Diabos, eles podem até atirar neles com lasers.

Essas baterias fracas nunca têm chance contra os pesquisadores do Sandia National Laboratories, cujo trabalho é testar as células além de seus limites.

E agora, com uma nova torre interna que permite aos pesquisadores de uso abusivo de bateria reduzirem 200 libras ou mais nas células de íon-lítio superadas, eles criaram outra maneira de aprender ainda mais sobre como as baterias respondem ao estresse.

"Esta se torna a nossa nona maneira de matar uma bateria, "disse o engenheiro de testes de abuso de bateria Sandia Chris Grosso." Atinge com tanta força que até agora estamos apenas partindo as baterias pela metade. "

As baterias de íon-lítio são mais comumente encontradas em carros elétricos, computadores, equipamento médico e aeronaves. E eles estão ficando mais poderosos o tempo todo. A pressão constante por mais armazenamento e energia impulsiona a necessidade de testes como os oferecidos pela nova torre de queda, disse o engenheiro mecânico Sandia June Stanley.

"Até onde sabemos, ninguém nos EUA fez testes de queda para testes de impacto como este, "Stanley disse. Os dados coletados ajudarão a indústria a se desenvolver de forma mais segura, baterias mais confiáveis ​​com desempenho mais eficiente. Também ajudará a responder a emergências, como acidentes com veículos elétricos, ela disse.

"Um teste de impacto como este é mais real, mais realista para o que aconteceria, "disse ela." O teste pode nos dar uma melhor compreensão para os socorristas e como eles lidam com uma emergência. Também pode ser benéfico para a indústria de pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias. "

A gravidade assume o controle

A torre suspensa fica dentro de um prédio do tipo hangar que pode facilmente ser ventilada e limpa se houver fumaça de um incêndio de bateria. Os pesquisadores controlam a torre remotamente e assistem à ação em monitores dentro de um trailer estacionado a cerca de 30 metros de distância.

O que eles veem é a torre rebatível alcançando o topo logo abaixo do teto de 14 pés. Uma bateria fica em uma bandeja de aço aparafusada a uma célula de carga para medir a força de impacto na base da torre enquanto um peso de pelo menos 200 libras está empoleirado acima em alturas de até 8 pés, 8 polegadas.

O toque de um botão libera o peso. A gravidade assume, seguido por uma violenta colisão de peso na bateria. Os fios conectados à bateria e à torre medem a velocidade, força, temperatura e tensão. Câmeras registram o impacto e a carnificina resultante. Os dados piscam para os computadores no trailer.

Até aqui, a equipe testou baterias de íon de lítio de célula única e um pacote de 12 dessas baterias coladas com fita adesiva. Enquanto, os testes não produziram as faíscas e o calor que ocorreria em um teste de esmagamento hidráulico mais lento, eles coletaram dados úteis, Stanley disse.

Após a queda, as baterias são instáveis ​​e o status de segurança de cerca de metade das células é desconhecido, ela disse. "Certamente ajuda a compreender melhor os socorristas para lidar com uma situação como essa."

O teste leva à melhoria

O peso máximo que pode ser usado para esmagar, esmagar ou cortar uma bateria é de 500 libras por causa dos componentes escolhidos, Disse Grosso. "Isso pode ser facilmente atualizado, se necessário, e podemos continuar adicionando peso para obter mais força. "

Tubo de aço soldado e trilhos e rolamentos prontos para uso tornam a manutenção da torre descendente barata, mesmo que menos elegante de se olhar, disse Grosso, que projetou a eletrônica e o software operacional da torre.

"Quando o fogo inevitável vier, as peças podem ser substituídas de forma barata, "disse ele." Não tem que ser bonito, mas tem que ser eficaz, e temos que ser capazes de justificar o custo para nossos clientes. "

Stanley se juntou a Grosso há cerca de 2 anos e meio e aprimorou o projeto mecânico, controles de segurança e engenharia para mover a torre da ideia à realidade. Stanley, que liderou a fabricação e instalação da torre suspensa, disse que a equipe planeja melhorar a engenhoca à medida que mais testes são realizados e os clientes solicitam diferentes tipos de testes.

"Este é apenas o design básico, "disse ela." Temos esperanças e planos para melhorar isso. "

As melhorias futuras serão adicionar molas ou pistões pressurizados a gás para aumentar a aceleração para baixo do peso, aumentando a força de impacto.

"Para obter mais força de impacto, podemos aumentar a massa ou a aceleração do objeto que está impactando a bateria, ou ambos, "Stanley disse." Agora mesmo, estamos acelerando na taxa da gravidade. Nosso objetivo é ter uma taxa de aceleração muito maior, portanto, mais força! "

Outros planos serão desenvolvidos à medida que a indústria continua a expandir os limites da energia que as baterias podem produzir e armazenar. E à medida que essas baterias funcionam em dispositivos mais comuns, Os pesquisadores Sandia continuarão a melhorar em abusar deles.

É essa ânsia de empurrar as baterias além de seus limites que acabará por impulsionar o desenvolvimento. Quanto mais dados disponíveis, os melhores desenvolvedores podem projetar a próxima geração de dispositivos de armazenamento de energia com desempenho aprimorado, confiabilidade e segurança.

"Como uma capacidade adicional ao que já estamos fazendo, a torre de queda é muito legal, "Disse Grosso." Nossos clientes têm pedido algo assim, e isso apenas mostra que temos um grande poder cerebral em nosso laboratório. "