ความลับของอายุแบตเตอรี่

นักวิจัยมักกังวลเรื่องช่วงแบตเตอรี่เสมอ เพราะไม่ว่าแบตเตอรี่จะใหญ่แค่ไหน ก็ไม่สมเหตุสมผลที่จะไม่ชาร์จหลายครั้ง เราทุกคนทราบดีว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะลดความจุระหว่างการใช้งาน แต่ไม่มีใครทราบสาเหตุ เมื่อเร็ว ๆ นี้กระทรวงพลังงานสหรัฐได้ค้นพบสาเหตุของอายุแบตเตอรี่: ผลึกระดับนาโน

นักวิจัยได้ศึกษาวัสดุแคโทดและวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่สมัยใหม่อย่างละเอียด และพบว่าวัสดุเหล่านี้จะสึกกร่อนโดยตรงระหว่างการใช้งาน แต่กลไกการกัดกร่อนยังไม่ชัดเจน ทีมห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ได้ศึกษาแคโทดนิกเกิล-ออกซิเจนคุณภาพสูงภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน และบันทึกการเปลี่ยนแปลงระหว่างการชาร์จและการคายประจุซ้ำๆ

ยิ่งใช้ยิ่งใช้น้อย

การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อไอออนลิเธียมผ่านอิเล็กโทรดบวกและลบ พวกมันจะติดอยู่ในช่องไอออนและทำปฏิกิริยากับนิกเกิลออกไซด์เพื่อก่อตัวเป็นผลึกขนาดเล็ก คริสตัลเหล่านี้จะเปลี่ยนโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่เพื่อให้ไอออนอื่น ๆ ไม่สามารถตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะเป็นการลดความสามารถในการใช้งานของแบตเตอรี่ น่าแปลกที่จุดอ่อนนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ ไม่ใช่เรื่องปกติ

สาเหตุที่แบตเตอรี่ลิเธียมไม่สมบูรณ์คือส่วนประกอบไม่สมบูรณ์แบบ ไม่ว่าเราจะใส่ใจกับโครงสร้างของแอโนดและแคโทดอย่างไร คริสตัลก็จะเสียหายเล็กน้อย เช่นเดียวกับน้ำเดือด พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอทำให้น้ำร้อนมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองมากขึ้น เชื่อกันว่าเมื่อมีช่องว่างในข้อมูลแบตเตอรี่ นาโนคริสตัลจะปรากฏขึ้น

ยิ่งใช้ยิ่งใช้น้อย

ลูกศรซ้าย: ช่องลิเธียมไอออน; ด้านขวาคือชั้นการสูญเสียอะตอม

สำนักงานพลังงานสหรัฐยังได้เปิดตัวการศึกษาครั้งที่สองเกี่ยวกับผลกระทบของความเร็วในการชาร์จต่อความจุของแบตเตอรี่ พวกเขาพบว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ยิ่งแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ขึ้นและชาร์จได้เร็วเท่าไร อัตราการเกิดผลึกนาโนก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น

แล้วเราจะหยุดการปรากฏตัวของนาโนคริสตัลได้อย่างไร? อย่างน้อยก็ปล่อยให้ช้าลง มีวิธีแก้ทางทฤษฎี นักวิจัยพบว่าการใช้อะตอมมิกสามารถเติมช่องว่างในข้อมูลแบตเตอรี่ได้ ซึ่งอย่างน้อยก็ช่วยชะลอการพัฒนาของนาโนคริสตัลได้ ซึ่งจะช่วยลดความเจ็บปวดได้ แต่อย่างน้อยก็ช่วยให้แบตเตอรี่หดตัวโดยไม่สูญเสียความจุ แน่นอน นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีที่จะทำลายผลึกและสร้างแบตเตอรี่เก่าขึ้นมาใหม่

การวิจัยนี้อาจมีค่ามากกว่าความจุของแบตเตอรี่ใหม่ สำหรับฮาร์ดแวร์ อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับจำนวนการชาร์จและการคายประจุ เนื่องจากระบบพลังงานที่ใช้โดยฮาร์ดแวร์จำนวนมากไม่สามารถปิดได้ งานวิจัยนี้สามารถช่วยให้เราเลิกตกเป็นทาสของพลังงานได้
与此原文有关的更多信息要查看其他翻译信息， 您必须输入相应