แนวโน้มการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน (Lithium-Ion) มีความหนาแน่นของพลังงานสูง กำลังจำหน่ายสูง และอายุ

การใช้งานยาวนาน ลักษณะเหล่านี้ทำให้เกิดความก้าวหน้าอย่างน่าทึ่งในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แบบพก

พาและการแพร่กระจายของอุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศไปทั่วสังคม การประยุกต์ใช้กับยานพาหนะไฟฟ้า

และระบบจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นใหม่ ทำให้เป็นโซลูชันที่น่าสนใจ

สาระน่ารู้

• การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียม
• อดีต ปัจจุบัน และอนาคตของแบตเตอรี่
• การชาร์จอย่างรวดเร็ว (สูงสุด 6C)
• วัสดุอิเล็กโทรดที่มีโครงสร้างนาโน
• ความต้องการและฟังก์ชันที่เป็นไปได้ของแบตเตอรี่สำหรับระบบในอนาคต
• ต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า
• ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับรถโฟล์คลิฟท์ไฟฟ้า

การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน (Lithium-Ion) เป็นหนึ่งใน

ความท้าทายสำคัญในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและทรัพยากรในยุคที่พลิกโฉมเทคโนโลยีในต้นทศวรรษ

1980แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion คือแบตเตอรี่ที่ใช้ลิเธียมเป็นส่วนหลักของการเก็บพลังงาน

มีประสิทธิภาพสูงนี่คือขั้นตอนการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion

• ต้นทศวรรษ 1980 : การวิจัยเริ่มต้นในการสร้างแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion โดยใช้ลิเธียม

เป็นวัสดุในการเก็บพลังงาน และค้นพบว่าการใช้ลิเธียมในส่วนละเอียดของแบตเตอรี่นี้สามารถสร้างความ

ปลอดภัยและประสิทธิภาพที่ดี

• ปี 1985: หลักการของแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion ถูกพัฒนาขึ้น โดยนำเข้าวัสดุคั่นหรือตัวกั้น

ระหว่างส่วนลบและส่วนบวกของแบตเตอรี่ เช่น กังหันลิเธียมไอออน

• ปี 1991: การเปิดตัวเชิงพาณิชย์ของแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion ฉับพลันทำให้การใช้งาน

ของแบตเตอรี่ Lithium-Ion กลายเป็นเรื่องที่พกพาเป็นไปได้ ในตอนแรกนี้ Lithium-Ion ใช้ในอุปกรณ์พกพา

เช่น โทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์พกพา

• ปัจจุบัน: การพัฒนาทางเทคโนโลยีในปัจจุบันมุ่งไปที่ความต้องการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา

อย่างเช่น อุปกรณ์เสริมพลังงานสำหรับมือถือ, คอมพิวเตอร์แบบแท็บเล็ต, และรถยนต์ไฟฟ้า  การพัฒนาหุ่น

ยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในสาขาต่าง ๆ ก็มีความพึงสนใจในการพัฒนาแบตเตอรี่ที่ให้

ความปลอดภัยและมีความสามารถในการเก็บพลังงานแบบมากขึ้น

เทคโนโลยีล่าสุดและการวิจัยเกี่ยวกับส่วนประกอบของแบตเตอรี่ที่สำคัญ

• แคโทด (Cathode): การพัฒนาวัสดุที่ใช้ในส่วนบวกของแบตเตอรี่ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยและ

ประสิทธิภาพ ส่วนใหญ่ใช้ลิเทียม-นิกเกิลอกซายด์ (Li-Ni-Co-Al-O2) หรือวัสดุใหม่ที่พัฒนาขึ้น ใน

แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion

• แอโนด (Anode): การพัฒนาวัสดุในส่วนลบของแบตเตอรี่ เช่น กราไฟต์เอพ็กซ์เอด หรือเกาม่า

(Graphite Exfoliated) ที่มีประสิทธิภาพสูง

• อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte): การพัฒนาน้ำย่อยเลี้ยงแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและมีความสามารถในการทน

ต่อความร้อนและกัดกร่อน

• ตัวคั่น (Separator): การพัฒนาวัสดุในการแยกส่วนลบและบวกของแบตเตอรี่  เพื่อป้องกันการสัมผัส

ที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างส่วนบวกและส่วนลบ

สรุป

การวิจัยและพัฒนาทางเทคโนโลยีเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion

ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและความปลอดภัย ที่ท้าทายนี้เป็นส่วนสำคัญในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่

ยั่งยืนและเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและอนุรักษ์ทรัพยากร

อดีต ปัจจุบัน และอนาคตของแบตเตอรี่

ลิเธียมไอออน : เทคโนโลยีใหม่

เมื่อเปิดตัว แบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน สู่ตลาดครั้งแรกในปี 1991 ได้เกิดการปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างกว้าง

ขวางให้กับแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion ที่ใช้คาร์บอนแข็ง ซึ่งเป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับ

อุปกรณ์เคลื่อนที่ อย่างไรก็ตาม เราพบว่ามีความแตกต่างระหว่างคุณลักษณะที่ต้องการและผลลัพธ์ที่ได้แม้ว่า

จะมีการเปิดเผยเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมาย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน

Lithium-Ion ให้ดียิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม บางส่วนก็ยังคงแตกต่างจากข้อกำหนด

หนึ่งในเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน

Lithium-Ionคือเทคโนโลยี Solid Electrolyte Interphase (SEI) หรือชั้นผิวของสารตัวประกอบ ซึ่งเกิด

ขึ้นระหว่างสารตัวประกอบที่อยู่ในกลไกการเกิดรีแอคชันของแบตเตอรี่ ชั้นผิวนี้เป็นที่สำคัญในการปรับปรุง

ประสิทธิภาพ

ของแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion โดยจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวน

การชาร์จและดิสชาร์จ นอกจากนี้ SEI ยังช่วยป้องกันการสารตัวประกอบในแบตเตอรี่ไม่เกิดสึกหรอ ทำให้

การใช้งานของแบตเตอรี่แทบไม่มีอุปสรรค

สรุป

เทคโนโลยีใหม่ที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ลิเธียม ไอออน Lithium-Ion มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณสมบัติของแบตเตอรี่ เช่น เทคโนโลยี SEI, Li-S, กราฟีน และโซเดียมไอออน

ซึ่งเป็นการพัฒนาที่มีการวิจัยและการปฏิบัติอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion

มีประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นในการใช้งานที่ดีขึ้น

การชาร์จอย่างรวดเร็ว (สูงสุด 6C) ของเซลล์และ

โมดูลลิเธียมไอออน : การทดสอบการตอบสนองทางไฟฟ้า

ความร้อนและวงจรชีวิต

มีการพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion อย่างรวดเร็ว เพื่อเป็น

การขยายขอบเขตการใช้งานจริงของยานพาหนะไฟฟ้าในแต่ละวัน ทำให้สามารถแข่งขันกับยานพาหนะ

ทั่วไปที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ได้มากขึ้น ในแง่ของระยะทางและเวลาในการเติมเชื้อเพลิง  มีการทดสอบ

การชาร์จอย่างรวดเร็ว

กับเซลล์ของสารเคมีลิเธียมไอออนสามชนิด เพื่อระบุคุณลักษณะสำหรับอัตราการชาร์จสูงถึง  6C ผลการ

ทดสอบแสดงให้เห็นว่าเคมีของลิเธียมไทเทเนียมออกไซด์ (LTO) มีข้อได้เปรียบเหนือเคมีเคมีอื่น ๆอย่าง

ชัดเจน โดยเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับเคมีของนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีสสำหรับการชาร์จที่รวดเร็ว

วัสดุอิเล็กโทรดที่มีโครงสร้างนาโน สำหรับ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

การใช้วัสดุที่มีโครงสร้างนาโนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion ได้รับการตรวจสอบ โดยมี

การอภิปรายเรื่องการค้าหรือศักยภาพในเชิงพาณิชย์ วัสดุนาโน มีข้อดีคือระยะทางที่สั้นกว่าสำหรับการขนส่ง

ไอออนหรืออิเล็กตรอน และที่พักของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการแทรกลิเธียม ข้อดีเหล่านี้ทำให้สามารถ

ใช้วัสดุอิเล็กโทรดที่มีความจุสูง และเสนอความเป็นไปได้ในการปรับปรุงความสามารถด้านอัตราหรืออายุการ

ใช้งานของวงจร โครงสร้างนาโน ทำให้สามารถใช้วัสดุอิเล็กโทรดที่มีความนำไฟฟ้าต่ำ ซึ่งมีราคาไม่แพง เช่น

ลิเธียมฟอสเฟตและลิเธียมไททาเนต และส่งผลให้เกิดการนำแบตเตอรี่ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ด้วยวัสดุเหล่านี้

วัสดุอิเล็กโทรดประเภทการแปลงและโลหะผสมลิเธียมซึ่งมีความสามารถในการกักเก็บประจุสูงกว่าอย่าง

มีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุประเภทอินเทอร์คาเลชั่นทั่วไป ก็ได้รับการเปิดใช้งาน โดยนาโน

เทคโนโลยีเช่นกัน มีการกล่าวถึงการใช้โครงสร้างนาโนคาร์บอนและนาโนคอมโพสิตที่มีคาร์บอนใน

อิเล็กโทรดลิเธียมไอออนด้วย

ความต้องการและฟังก์ชันที่เป็นไปได้ของแบตเตอรี่

สำหรับระบบในอนาคต

การใช้ระบบส่งกำลังไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion มีข้อดีหลายประการ เมื่อเปรียบเทียบกับ

เครื่องยนต์สันดาปทั่วไป สำหรับการใช้งานในยานยนต์ ข้อได้เปรียบประการแรกคืออุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถ

บรรลุประสิทธิภาพพลังงานที่สูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมาก ซึ่งโดยพื้นฐานแล้ว มีขีดจำกัดบนของ

ประสิทธิภาพ การแปลงพลังงานตามกฎข้อที่ สองของอุณหพลศาสตร์

ในการใช้ระบบส่งกำลังไฟฟ้าในยานยนต์ เราสามารถใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ในรูปแบบที่มีประสิทธิภาพสูง

กว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งเป็นผลมาจากการแปลงพลังงานให้เป็นกำลังไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

มากขึ้น ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ กฎนี้กำหนดว่า แปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปยังรูปแบบอื่น

จะมีข้อจำกัดบนประสิทธิภาพของกระบวนการนั้น ๆ

เครื่องยนต์สันดาปภายใน มีข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงาน ด้วยความสามารถในการแปลง

พลังงานจากเชื้อเพลิงให้เป็นกำลังเคลื่อนที่ของยานยนต์ แม้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในจะมีประสิทธิภาพที่

ดีในการแปลงพลังงาน แต่ประสิทธิภาพกยังไม่สามารถเท่ากับประสิทธิภาพของระบบส่งกำลังไฟฟ้าได้

เนื่องจากข้อจำกัดทางฟิสิกส์และการแปลงพลังงานตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

สรุป

การใช้ระบบส่งกำลังไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion ในยานยนต์จึงมีประสิทธิภาพที่สูงกว่า

เครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยที่เราสามารถใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าให้มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานได้

อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการแปลงพลังงาน ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

ดังนั้น การใช้ระบบส่งกำลังไฟฟ้าในยานยนต์ เป็นทางเลือกที่ดีและมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงาน

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป

ต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพและราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion เป็นปัจจัยที่สำคัญ

ในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับต้นทุนการผลิตของแบตเตอรี่ การทราบความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพและ

ราคา จะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถคำนวณต้นทุนการผลิตได้อย่างถูกต้องและเป็นระบบ

การคาดการณ์ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพและราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน  Lithium-Ion

มีความสำคัญเพื่อเข้าใจที่มาของต้นทุนการผลิตและเส้นทางในการลดต้นทุนเหล่านี้ การวิเคราะห์

ความสัมพันธ์ จะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถประเมินต้นทุนการผลิตได้โดยตรง โดยใช้โมเดล ที่มีจำหน่าย

อย่างอิสระ

โมเดล เป็นเครื่องมือที่ ช่วยในการประเมินต้นทุนการผลิตของแบตเตอรี่ โดยผู้ผลิตสามารถใส่รายละเอียด

พื้นฐานของโมเดล เพื่อคำนวณต้นทุนการผลิต โมเดลนี้ ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถดูและปรับปรุงต้นทุนการผลิต

ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การอภิปรายเชิงลึกเกี่ยวกับตัวขับเคลื่อนต้นทุนจะเน้นย้ำถึงการมีส่วนร่วมที่สำคัญที่สุดต่อต้นทุนแบตเตอรี่

ทั้งหมด โดยโมเดล ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแยกแยะและปรับปรุงส่วนประกอบต่าง ๆ เพื่อลดต้นทุนการผลิตได้

อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ การสำรวจแนวทางในการลดต้นทุนแบตเตอรี่นำเสนอในบริบทของวัสดุ วิศวกรรม และการผลิต

เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการผลิตแบตเตอรี่เพื่อลดต้นทุนในอนาคต

สรุป

การคาดการณ์ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพและราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion

เป็นสิ่งสำคัญ ที่ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถทราบถึงต้นทุนการผลิตและเส้นทางในการลดต้นทุนได้อย่าง

มีประสิทธิภาพ โดยการใช้โมเดล ผู้ผลิตสามารถประเมินต้นทุนการผลิตได้อย่างถูกต้องและเป็นระบบ รวมถึง

การอภิปรายเชิงลึกเกี่ยวกับตัวขับเคลื่อนต้นทุนที่สำคัญและแนวทางในการลดต้นทุนแบตเตอรี่ที่มีการนำ

เสนอในบริบทของวัสดุ วิศวกรรม และการผลิต

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับรถโฟล์คลิฟท์ไฟฟ้า

การพัฒนาระบบการใช้พลังงานไฟฟ้าในตลาดยานยนต์ในปัจจุบันมีความหลากหลายมากขึ้น เริ่มต้นด้วย

การทบทวนกฎระเบียบและแนวโน้มของตลาดที่ขับเคลื่อนการใช้พลังงานไฟฟ้าของตลาด โดยมีโอกาส

พิจารณาเรื่องการออกแบบระบบจัดเก็บพลังงานแบบชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion สำหรับ

รถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริดในรถยนต์ รถยนต์ไฟฟ้าแบบปลั๊กอินไฮบริด (PHEV) และรถยนต์ไฟฟ้าแบบ

แบตเตอรี่ (BEV)ซึ่งทั้งสองรูปแบบนี้ได้รับความสนใจและการตรวจสอบอย่างละเอียดมากขึ้นในปัจจุบัน

ในการออกแบบระบบย่อยของแบตเตอรี่หลักแต่ละระบบ เซลล์ Lithium-Ion ถูกพัฒนาขึ้นมา เพื่อให้

มีประสิทธิภาพในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า โดยมีโครงสร้างและโมดูลทางกลที่ถูกออกแบบให้เหมาะสมกับ

การใช้งานในรถยนต์ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ต่างๆ ได้รับความสำคัญในการควบคุมและปรับสภาพการใช้งานของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ ระบบการจัดการ

ความร้อนก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ได้รับความสนใจ เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ในการทดสอบ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Lithium-Ion มีข้อกำหนดที่ต้องปฏิบัติ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและแท้จริง

นอกจากนี้ สถานะของการพัฒนามาตรฐานอุตสาหกรรมก็มีการตรวจสอบร่วมกับการออกแบบแบตเตอรี่

PHEV และ BEV ของผู้ผลิตรถยนต์ยักษ์ใหญ่ในตลาดปัจจุบัน การพัฒนามาตรฐานให้เหมาะสมกับรถยนต์

ไฟฟ้าที่ใช้ระบบพลังงานไฟฟ้ากลางจะมีผลต่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพการใช้งานของรถยนต์

เหล่านี้ในอนาคต

สรุป

การพัฒนาระบบการใช้พลังงานไฟฟ้าในตลาดยานยนต์ในปัจจุบันได้แเกิดการปรับปรุงและการพัฒนาใน

หลายด้าน เพื่อให้รถยนต์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่สูงขึ้น โดยการออกแบบระบบจัดเก็บ

พลังงานและระบบย่อยของแบตเตอรี่เป็นส่วนสำคัญในกระบวนการนี้ นอกจากนี้ การพัฒนามาตรฐาน

อุตสาหกรรมให้เหมาะสมกับรถยนต์ไฟฟ้ายักษ์ใหญ่ในตลาดยังเป็นอีกปัจจัยที่สำคัญในการเติบโตและ

พัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าในอนาคต