แบตเตอรี่ ที่ปฏิวัติวงการรับประกันเวลาในการชาร์จน้อยลง
อะไรเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของ แบตเตอรี่ และที่สำคัญกว่านั้นเราจะขยายมันออกไปได้อย่างไร? ทีมวิจัยระดับนานาชาติที่นำโดย TU Delft ได้ค้นพบว่าความผิดปกติเฉพาะที่ในวัสดุแคโทดออกไซด์จะเพิ่มจำนวนครั้งที่สามารถชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้
ผลลัพธ์ของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ใน Nature อิเล็กโทรดไม่เสถียร
แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เป็นองค์ประกอบสำคัญของการเปลี่ยนแปลงพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันที่มีพลังงานทดแทนเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในบรรดาแบตเตอรี่แบบชาร์จได้หลายประเภทแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ที่ทรงพลังและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด
ในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ามักใช้ชั้นออกไซด์เป็นอิเล็กโทรด อย่างไรก็ตาม โครงสร้างอะตอมของพวกมันจะไม่เสถียรเมื่อกำลังชาร์จแบตเตอรี่
สิ่งนี้ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ในที่สุดความผิดปกติในท้องถิ่น
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ กลุ่ม “การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี ที่ TU Delft” ได้ร่วมมือกับนักวิจัยจากต่างประเทศ Qidi Wang ผู้เขียนรายงานฉบับนี้กล่าวว่า “ชั้นออกไซด์ที่ใช้เป็นวัสดุแคโทดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการจัดเรียงอย่างประณีตเราทำการศึกษาการออกแบ
โครงสร้างเพื่อแนะนำความผิดปกติทางเคมีระยะสั้นในวัสดุนี้ผ่านวิธีการสังเคราะห์ที่ได้รับการปรับปรุงเป็นผลให้มีความเสถียรมากขึ้นในระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่” อายุการใช้งานยาวนานขึ้น เวลาในการชาร์จสั้นลง
ความเสถียรของโครงสร้างที่ได้รับการปรับปรุงเพิ่มการรักษาความจุของแบตเตอรี่ได้เกือบสองเท่าหลังจากการชาร์จ/คายประจุ 200 รอบ นอกจากนี้ความผิดปกติทางเคมีในระยะสั้นนี้จะเพิ่มการถ่ายโอนประจุในอิเล็กโทรดส่งผลให้เวลาในการชาร์จสั้นลง
ทีมงานได้สาธิตข้อดีเหล่านี้สำหรับแคโทดเชิงพาณิชย์ที่มีชื่อเสียง เช่น ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LiCoO2) และลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC811) วัสดุที่สำคัญ
ผลลัพธ์ที่ได้อาจนำไปสู่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเจเนอเรชันใหม่ โดยมีต้นทุนการผลิตที่ลดลงและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อหน่วยพลังงานที่เก็บไว้ตลอดอายุการใช้งานน้อยลงทีมงานจะตรวจสอบต่อไปว่าสามารถใช้หลักการออกแบบวัสดุเดียวกันเพื่อสร้างแคโทดจากวัตถุดิบที่หายากน้อยกว่าได้หรือไม่
“ทั้งโคบอลต์และนิกเกิลถูกเรียกว่าวัสดุที่สำคัญสำหรับเทคโนโลยีพลังงานและจะเป็นสิ่งที่ดีที่จะลดการใช้วัสดุเหล่านี้ในแบตเตอรี่” Marnix Wagemaker ผู้เขียนอาวุโสของรายงานฉบับนี้กล่าว
.
ที่มา : https://scitechdaily.com/revolutionary-battery-tech-promises-less-charging-time-more-energy-storage