แบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไรและทำงานอย่างไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร ทำจากอะไร และมีประโยชน์อย่างไรเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการจัดเก็บแบตเตอรี่อื่นๆ

นำเสนอครั้งแรกในปี 1970 และผลิตในเชิงพาณิชย์โดย Sony ในปี 1991 ปัจจุบันมีการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมในโทรศัพท์มือถือ เครื่องบิน และรถยนต์แม้จะมีข้อดีหลายประการที่นำพวกเขาไปสู่ความสำเร็จที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงาน แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็มีข้อเสียบางประการและเป็นหัวข้อที่กระตุ้นให้เกิดการถกเถียงกันเป็นอย่างมาก

แต่แบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไรและทำงานอย่างไร

แบตเตอรี่ลิเธียมทำมาจากอะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญสี่ส่วนมีแคโทดซึ่งกำหนดความจุและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และเป็นแหล่งของลิเธียมไอออนแอโนดช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรภายนอกได้ และเมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว ลิเธียมไอออนจะถูกเก็บไว้ในแอโนด

อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยเกลือ ตัวทำละลาย และสารเติมแต่ง และทำหน้าที่เป็นท่อส่งไฟฟ้าของลิเธียมไอออนระหว่างแคโทดและแอโนดในที่สุดก็มีตัวคั่น สิ่งกีดขวางทางกายภาพที่แยกขั้วลบและขั้วบวกออกจากกัน

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ลิเธียมมีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าแบตเตอรี่อื่นๆ มากสามารถมีพลังงานสูงสุด 150 วัตต์ต่อชั่วโมง (WH) ต่อกิโลกรัม (กก.) เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ที่ 60-70WH/กก. และแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ 25WH/กก.

พวกเขายังมีอัตราการคายประจุที่ต่ำกว่ารุ่นอื่นๆ โดยสูญเสียการชาร์จประมาณ 5% ในหนึ่งเดือน เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม (NiMH) ที่สูญเสีย 20% ในหนึ่งเดือน

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมยังมีอิเล็กโทรไลต์ที่ติดไฟได้ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ขนาดเล็กได้นี่เองที่ทำให้เกิดการเผาไหม้สมาร์ทโฟน Samsung Note 7 ที่น่าอับอายซึ่งทำให้ Samsung ต้องการผลิตเศษเหล็กและสูญเสียมูลค่าตลาดถึง 26 พันล้านดอลลาร์ควรสังเกตว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ลิเธียมขนาดใหญ่

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังมีราคาแพงกว่าในการผลิต เนื่องจากสามารถทำได้ค่าใช้จ่ายเกือบผลิตได้มากกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมถึง 40%

คู่แข่ง

ลิเธียมไอออนเผชิญกับการแข่งขันจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทดแทนจำนวนหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในขั้นตอนการพัฒนาทางเลือกหนึ่งคือแบตเตอรี่ที่ใช้น้ำเค็ม

ภายใต้การพัฒนาโดย Aquion Energyพวกมันถูกสร้างขึ้นจากน้ำเค็ม แมงกานีสออกไซด์ และฝ้ายเพื่อสร้างสิ่งที่ทำโดยใช้ 'วัสดุที่อุดมสมบูรณ์และไม่เป็นพิษและเทคนิคการผลิตต้นทุนต่ำที่ทันสมัย'ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่เหล่านี้จึงเป็นแบตเตอรี่ชนิดเดียวในโลกที่ได้รับการรับรองแบบแท่นต่อแท่น

คล้ายกับเทคโนโลยีของ Aquion'แบตเตอรี่สีน้ำเงิน' ของ AquaBattery ใช้เกลือและน้ำจืดผสมกันไหลผ่านเมมเบรนเพื่อกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่ แบตเตอรี่ที่ใช้ปัสสาวะของ Bristol Robotics Laboratory และของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ทรายแทนแกรไฟต์สำหรับขั้วบวก ส่งผลให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพมากกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมถึงสามเท่า