เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสามเทคโนโลยีทดแทน

ดร. Zhang อธิบายเทคโนโลยีแบตเตอรี่ระบายความร้อนสามแบบต่อไปนี้ ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าการผลิตเชิงพาณิชย์จะยังอีกยาวไกล แต่เราเชื่อว่าการพัฒนาอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาจะทำให้ต้นทุนของแบตเตอรี่สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยเร่งให้เกิดการหยุดชะงักของเทคโนโลยีและเชิงพาณิชย์อย่างไม่ต้องสงสัย

โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และอุปกรณ์สวมใส่ล้วนกำลังเฟื่องฟู แต่แบตเตอรี่เป็นหนึ่งในปัญหาคอขวดของพวกเขา ผู้ใช้สมาร์ทโฟนใหม่ส่วนใหญ่ผิดหวังกับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ เมื่อก่อนใช้มือถือ 4-7 วัน แต่ตอนนี้ต้องชาร์จทุกวัน

แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่กระแสหลัก ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของผู้สนับสนุนและบุคคลภายในอุตสาหกรรม แต่ในระยะยาว แบตเตอรี่ลิเธียมอาจไม่เพียงพอที่จะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็นสองเท่า ในสมาร์ทโฟน ผู้คนใช้เวลาออนไลน์มากขึ้น เร็วขึ้น และชิปที่รองรับต้องเร็วกว่าด้วย ในขณะเดียวกัน แม้จะมีการปรับปรุงมาตรการประหยัดพลังงานทั้งหมด หน้าจอก็มีขนาดใหญ่ขึ้นและต้นทุนด้านพลังงานก็เพิ่มขึ้น ดร. Zhang Yuegang ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ระดับนานาชาติที่ Chinese Academy of Sciences กล่าวว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จได้หนึ่งสัปดาห์สำหรับสมาร์ทโฟนอาจไม่เพียงพอ

ความหนาแน่นของพลังงานเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดหลักในการวัดคุณภาพแบตเตอรี่ และกลยุทธ์ของมันคือการจัดเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ที่เบาและเล็กลงเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมของบีวายดี ซึ่งคำนวณโดยน้ำหนักและปริมาตร ปัจจุบันกินไฟ 100-125 วัตต์-ชั่วโมง/กก. และ 240-300 วัตต์-ชั่วโมง/ลิตรตามลำดับ แบตเตอรี่แล็ปท็อปของ Panasonic ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model S มีความหนาแน่นของพลังงาน 170 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ในรายงานก่อนหน้านี้ บริษัทอเมริกัน Enevate ได้ปรับปรุงข้อมูลแคโทดเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมมากกว่า 30%

ในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่แบบทวีคูณ คุณต้องพึ่งพาเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นต่อไป Zhang Yuegang แนะนำให้เรารู้จักกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ความร้อนสามชนิดต่อไปนี้ ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในห้องปฏิบัติการ แม้ว่าการผลิตเชิงพาณิชย์จะยังอีกยาวไกล แต่เราเชื่อว่าการพัฒนาอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาจะทำให้ต้นทุนของแบตเตอรี่สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยเร่งการหยุดชะงักของเทคโนโลยีและธุรกิจได้อย่างแน่นอน

แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์

แบตเตอรี่ลิเธียม-กำมะถันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีกำมะถันเป็นขั้วบวกและลิเธียมโลหะเป็นขั้วลบ ความหนาแน่นของพลังงานตามทฤษฎีมีมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมประมาณ 5 เท่า และยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา

ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียม-กำมะถันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นใหม่ที่มีแนวโน้มว่าจะเข้าสู่วงการการวิจัยในห้องปฏิบัติการและกองทุนเบื้องต้นต่างๆ และมีโอกาสทางการค้าที่ดี

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ยังเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติทางเคมีของข้อมูลอิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่และความไม่เสถียรของโลหะลิเธียม ซึ่งเป็นการทดสอบครั้งสำคัญเกี่ยวกับความปลอดภัยของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ หลายๆ ด้าน เช่น ความเสถียร สูตร และเทคโนโลยีกำลังเผชิญกับความท้าทายที่ไม่รู้จัก

ปัจจุบันในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา มีองค์กรมากกว่าหนึ่งแห่งกำลังศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ และบางบริษัทระบุว่าจะเปิดตัวแบตเตอรี่ดังกล่าวในปีนี้ ในห้องทดลองที่เบิร์กลีย์ เขายังศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ด้วย ในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่มีความต้องการมากขึ้น หลังจากมากกว่า 3,000 รอบ ได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ

แบตเตอรี่ลิเธียมอากาศ

แบตเตอรี่ลิเธียมอากาศเป็นแบตเตอรี่ที่ลิเธียมเป็นอิเล็กโทรดบวก และออกซิเจนในอากาศเป็นอิเล็กโทรดลบ ความหนาแน่นพลังงานตามทฤษฎีของลิเธียมแอโนดนั้นเกือบ 10 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากลิเธียมโลหะที่เป็นขั้วบวกนั้นเบามาก และออกซิเจนของวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกที่ใช้งานอยู่ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและไม่ได้เก็บไว้ในแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ Li-air กำลังเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคมากขึ้น นอกจากการเก็บรักษาโลหะลิเธียมอย่างปลอดภัยแล้ว ลิเธียมออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันยังเสถียรเกินไป และปฏิกิริยาจะสมบูรณ์และลดลงได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น นอกจากนี้ ปัญหารอบแบตเตอรี่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียม-อากาศยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และไม่มีบริษัทใดนำแบตเตอรี่ดังกล่าวมาพัฒนาเชิงพาณิชย์

แบตเตอรี่แมกนีเซียม

แบตเตอรี่แมกนีเซียมเป็นแบตเตอรี่หลักที่มีแมกนีเซียมเป็นขั้วลบและมีโลหะหรืออโลหะออกไซด์เป็นขั้วบวก เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความเสถียรและอายุการใช้งานยาวนานกว่า เนื่องจากแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบสององค์ประกอบ คุณภาพของแมกนีเซียมจึงสูงกว่า