ຫນຶ່ງໃນຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການລີໄຊເຄີນແມ່ນວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດສະດຸຂອງມັນເອງແມ່ນຕໍ່າ, ແລະຂະບວນການລີໄຊເຄີນແມ່ນບໍ່ລາຄາຖືກ. ເຕັກໂນໂລຍີໃຫມ່ຫວັງວ່າຈະຊຸກຍູ້ການນໍາມາໃຊ້ໃຫມ່ຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕື່ມອີກແລະນໍາໃຊ້ສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ.

ເຕັກນິກການປິ່ນປົວໃຫມ່ສາມາດກັບຄືນວັດສະດຸ cathode ທີ່ໃຊ້ແລ້ວກັບສະພາບເດີມ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລີໄຊເຄີນຕື່ມອີກ. ພັດທະນາໂດຍ nanoengineers ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ, San Diego, ເຕັກໂນໂລຢີແມ່ນເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍກ່ວາວິທີການທີ່ໃຊ້ໃນປັດຈຸບັນ. ມັນໃຊ້ວັດຖຸດິບສີຂຽວ, ຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ 80 ຫາ 90 ເປີເຊັນ, ແລະຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍອາຍພິດເຮືອນແກ້ວ 75 ເປີເຊັນ.

ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບວຽກງານຂອງເຂົາເຈົ້າຢູ່ໃນເອກະສານທີ່ຈັດພີມມາໃນວັນທີ 12 ພະຈິກໃນ Joule.

ເຕັກນິກນີ້ແມ່ນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບ cathodes ທີ່ເຮັດຈາກ lithium iron phosphate (LFP). ແບດເຕີລີ່ LFP cathode ມີລາຄາຖືກກວ່າແບດເຕີລີ່ lithium ອື່ນໆເພາະວ່າພວກເຂົາບໍ່ໄດ້ໃຊ້ໂລຫະທີ່ມີຄ່າເຊັ່ນ cobalt ຫຼື nickel. ໝໍ້ໄຟ LFP ຍັງທົນທານ ແລະປອດໄພກວ່າ. ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຄື່ອງມືໄຟຟ້າ, ລົດເມໄຟຟ້າແລະຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. Tesla Model 3 ຍັງໃຊ້ຫມໍ້ໄຟ LFP.

ທ່ານ Zheng Chen, ອາຈານສອນວິຊາວິສະວະກຳ nanoengineering ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ, San Diego ກ່າວວ່າ “ໂດຍພິຈາລະນາຄວາມໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້, ຫມໍ້ໄຟ LFP ຈະມີຄວາມໄດ້ປຽບໃນການແຂ່ງຂັນຫຼາຍກວ່າຫມໍ້ໄຟ lithium ອື່ນໆໃນຕະຫຼາດ”.

ມີບັນຫາຫຍັງບໍ? “ມັນບໍ່ຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະນໍາມາໃຊ້ຫມໍ້ໄຟເຫຼົ່ານີ້.” ທ່ານ Chen ກ່າວ​ວ່າ “ມັນ​ປະ​ເຊີນ​ໜ້າ​ກັບ​ຄວາມ​ຫຍຸ້ງ​ຍາກ​ອັນ​ດຽວ​ກັນ​ກັບ​ພລາ​ສ​ຕິກ — ວັດ​ສະ​ດຸ​ຂອງ​ມັນ​ເອງ​ກໍ​ມີ​ລາ​ຄາ​ຖືກ, ແຕ່​ວິ​ທີ​ການ​ນຳ​ມາ​ໃຊ້​ຄືນ​ໃໝ່​ກໍ​ບໍ່​ຖືກ​ເລີຍ,” ທ່ານ Chen ກ່າວ.

ເທັກໂນໂລຍີການລີໄຊເຄີນໃໝ່ທີ່ພັດທະນາໂດຍ Chen ແລະທີມງານຂອງລາວສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເຫຼົ່ານີ້. ເຕັກໂນໂລຢີເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ (60 ຫາ 80 ອົງສາເຊນຊຽດ) ແລະຄວາມກົດດັນອາກາດລ້ອມຮອບ, ດັ່ງນັ້ນມັນບໍລິໂພກໄຟຟ້າຫນ້ອຍກວ່າວິທີການອື່ນໆ. ນອກຈາກນັ້ນ, ສານເຄມີທີ່ມັນໃຊ້, ເຊັ່ນ: lithium, ໄນໂຕຣເຈນ, ນ້ໍາ, ແລະອາຊິດ citric, ແມ່ນລາຄາຖືກແລະອ່ອນໆ.

“ຂະບວນການລີໄຊເຄີນທັງຫມົດແມ່ນດໍາເນີນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ປອດໄພຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນພວກເຮົາບໍ່ຕ້ອງການມາດຕະການຄວາມປອດໄພພິເສດຫຼືອຸປະກອນພິເສດ,” Pan Xu, ຜູ້ນໍາຂອງການສຶກສາແລະນັກຄົ້ນຄວ້າຫລັງປະລິນຍາເອກໃນຫ້ອງທົດລອງຂອງ Chen ກ່າວ. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລີໄຊເຄີນຫມໍ້ໄຟຂອງພວກເຮົາແມ່ນຕໍ່າ. ”

ທໍາອິດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນໍາມາໃຊ້ໃຫມ່ຫມໍ້ໄຟ LFP ຈົນກ່ວາພວກເຂົາເຈົ້າສູນເສຍເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາຂອງເຂົາເຈົ້າ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາເຈົ້າ disassembled ຫມໍ້ໄຟ, ເກັບຝຸ່ນ cathode ຂອງຕົນ, ແລະແຊ່ນ້ໍາໃນການແກ້ໄຂຂອງເກືອ lithium ແລະອາຊິດ citric. ຕໍ່ໄປ, ພວກເຂົາລ້າງການແກ້ໄຂດ້ວຍນ້ໍາແລະປ່ອຍໃຫ້ຝຸ່ນແຫ້ງກ່ອນທີ່ຈະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ.

ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນໍາໃຊ້ຝຸ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ cathodes ໃຫມ່, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການທົດສອບໃນຈຸລັງປຸ່ມແລະຈຸລັງ pouch. ການປະຕິບັດທາງເຄມີ, ອົງປະກອບທາງເຄມີແລະໂຄງສ້າງຂອງມັນໄດ້ຖືກຟື້ນຟູຢ່າງສົມບູນກັບສະພາບເດີມ.

ໃນຂະນະທີ່ແບດເຕີລີ່ສືບຕໍ່ຖືກນໍາມາໃຊ້ໃຫມ່, cathode ໄດ້ຮັບການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງທີ່ສໍາຄັນສອງຢ່າງທີ່ຫຼຸດລົງການປະຕິບັດຂອງມັນ. ທໍາອິດແມ່ນການສູນເສຍ lithium ions, ເຊິ່ງປະກອບເປັນ voids ໃນໂຄງສ້າງ cathode. ອັນທີສອງ, ການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງອື່ນເກີດຂຶ້ນເມື່ອທາດເຫຼັກແລະ lithium ions ໃນໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນໄດ້ແລກປ່ຽນສະຖານທີ່. ເມື່ອເປັນແນວນັ້ນ, ໄອອອນບໍ່ສາມາດປ່ຽນຄືນໄດ້ງ່າຍ, ດັ່ງນັ້ນ lithium ions ຈຶ່ງຕິດຢູ່ແລະບໍ່ສາມາດແລ່ນຜ່ານຫມໍ້ໄຟ.

ວິທີການປິ່ນປົວທີ່ສະເຫນີໃນການສຶກສານີ້ທໍາອິດຈະຕື່ມ ions lithium, ດັ່ງນັ້ນ ions ທາດເຫຼັກແລະ lithium ions ສາມາດປ່ຽນກັບຄືນໄປບ່ອນຕໍາແຫນ່ງເດີມຂອງພວກເຂົາໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ, ດັ່ງນັ້ນການຟື້ນຟູໂຄງສ້າງ cathode. ຂັ້ນ​ຕອນ​ທີ​ສອງ​ແມ່ນ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ອາ​ຊິດ citric​, ຊຶ່ງ​ເຮັດ​ຫນ້າ​ທີ່​ເປັນ​ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ການ​ບໍ​ລິ​ຈາກ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ກັບ​ສານ​ອື່ນ​. ມັນໂອນເອເລັກໂຕຣນິກກັບ ions ທາດເຫຼັກ, ຫຼຸດຜ່ອນການຮັບຜິດຊອບໃນທາງບວກຂອງເຂົາເຈົ້າ. ນີ້ຫຼຸດຜ່ອນການ repulsion ເອເລັກໂຕຣນິກແລະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ ions ທາດເຫຼັກກັບຄືນສູ່ຕໍາແຫນ່ງຕົ້ນສະບັບຂອງເຂົາເຈົ້າໃນໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນ, ໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍ lithium ions ກັບຄືນສູ່ວົງຈອນ.

ໃນຂະນະທີ່ການບໍລິໂພກພະລັງງານໂດຍລວມຂອງຂະບວນການລີໄຊເຄີນແມ່ນຕໍ່າ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າການຄົ້ນຄ້ວາເພີ່ມເຕີມແມ່ນຈໍາເປັນກ່ຽວກັບການຂົນສົ່ງຂອງການເກັບກໍາ, ການຂົນສົ່ງແລະການກໍາຈັດແບດເຕີລີ່ຈໍານວນຫລາຍ.

“ສິ່ງທ້າທາຍຕໍ່ໄປແມ່ນການຊອກຫາວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການຂົນສົ່ງເຫຼົ່ານີ້.” ທ່ານ Chen ກ່າວ​ວ່າ “ອັນ​ນີ້​ຈະ​ນຳ​ເອົາ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ການ​ນຳ​ມາ​ໃຊ້​ຄືນ​ໃໝ່​ຂອງ​ພວກ​ເຮົາ​ເຂົ້າ​ໃກ້​ການ​ນຳ​ໃຊ້​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກຳ​ອີກ​ຂັ້ນ​ໜຶ່ງ.