แบตเตอรี่ Li-ion คืออะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งใช้ลิเธียมไอออนเป็นส่วนประกอบหลักของเคมีไฟฟ้าในกระบวนการคายประจุ อะตอมของลิเธียมในขั้วบวกจะถูกแตกตัวเป็นไอออนและแยกออกจากอิเล็กตรอนลิเธียมไอออนเคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบผ่านอิเล็กโทรไลต์และรวมตัวกับอิเล็กตรอนใหม่ซึ่งนำไปสู่การทำให้เป็นกลางทางไฟฟ้า

ลิเธียมไอออนมีขนาดเล็กพอที่จะผ่านไมโครที่ซึมผ่านได้ซึ่งอยู่ระหว่างแอโนดและแคโทดด้วยขนาดที่เล็กของลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ Li-ion สามารถเก็บแรงดันไฟฟ้าและความจุที่สูงมากต่อหน่วยมวลและหน่วยปริมาตรได้

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีวัสดุหลายชนิดที่สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดได้ที่พบมากที่สุด ได้แก่ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (แคโทด) และกราไฟต์ (แอโนด) ซึ่งใช้กันทั่วไปในแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือ

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและไฟฟ้าไฮบริด แคโทดที่พบมากที่สุดคือลิเธียมแมงกานีสออกไซด์และลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแบตเตอรี่ Li-ion ใช้อีเทอร์เป็นอิเล็กโทรไลต์

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานนานเท่าใด?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีราคาสูง และสำหรับผู้ที่ใช้รถยนต์ไฟฟ้าและรถจักรยานยนต์ มักจะทำให้อุปกรณ์ดังกล่าวมีต้นทุนมากที่สุดดังนั้นจึงเหมาะสมหากคุณต้องการให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนาน

ขั้นตอนแรกในการรู้วิธีเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของคุณคือการรู้ว่าทำไมแบตเตอรี่ถึงตายในระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุ ปฏิกิริยาปรสิตขนาดเล็กเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดโดยใช้เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งหลังจากเวลาผ่านไประยะหนึ่งปริมาณพลังงานที่เซลล์สามารถเก็บได้รวมถึงเอาต์พุตจะลดลง

อะไรเป็นสาเหตุของปฏิกิริยาปรสิตเหล่านี้ในการฆ่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน?

มีสองปัจจัยหลักที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของคุณหมดเร็วทั้งสองได้แก่

• อุณหภูมิสูง
• ระดับการชาร์จสูง (เพิ่มเวลาที่ไฟฟ้าแรงสูง)

อุณหภูมิที่สูงทำให้ปฏิกิริยาของปรสิตรุนแรงขึ้นซึ่งเกิดขึ้นในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ในทางกลับกัน ประจุไฟฟ้าที่สูงจะทำให้แบตเตอรี่มีสมรรถนะสูงในช่วง 2-3 รอบแรก จากนั้นประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์จะพังและประสิทธิภาพลดลง

โชคดีที่มีขั้นตอนง่าย ๆ ที่สามารถยืดอายุของแบตเตอรี่ได้

วิธีทำให้แบตเตอรี่ Li-ion ใช้งานได้นานขึ้น

สิ่งแรกที่คุณต้องทำคือดูว่าแบตเตอรี่ของคุณไม่ร้อนรถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากคำนึงถึงปัจจัยนี้และติดตั้งระบบระบายความร้อนอย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่นยังคงใช้ระบบระบายความร้อนแบบพาสซีฟ

โชคดีที่คุณสามารถควบคุมปัญหาที่ใหญ่กว่าได้ ซึ่งก็คือความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการชาร์จแม้แต่ในรถยนต์ขั้นสูงที่มีระบบระบายความร้อนแบบแอคทีฟ ในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่ก็อาจร้อนเกินไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างการชาร์จแบบซูเปอร์ชาร์จ

การชาร์จมากเกินไปเป็นข้อดีอย่างมากเมื่อคุณรีบออกถนน แต่อาจไม่ช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของคุณในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำซ้ำๆ

ในการเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของคุณ ให้ใช้เวลาและชาร์จแบตเตอรี่ด้วยความร้อนที่ต่ำลงการชาร์จช้าเป็นเวลานานในชั่วข้ามคืนนั้นดีกว่าการชาร์จอย่างรวดเร็วในช่วงพักดื่มชาหรือช่วงพักเที่ยง

ต่อไป ให้ลองชาร์จแบตเตอรี่เมื่ออยู่ในระดับที่ต่ำกว่าเท่าที่คุณต้องการให้คงที่ 100%;มันอาจไม่ส่งผลดีใดๆชาร์จด้วยความร้อนที่ต่ำกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องหยุดพักยาว

คนส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ความจุของแบตเตอรี่ทั้งหมดทุกวัน แต่ก็ยังชาร์จแบตเตอรี่ถึง 100% ทุกวัน

สิ่งที่คุณไม่รู้ก็คือการชาร์จแบตเตอรี่ของคุณถึง 80% สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Li-ion ได้สองเท่า

ควรสังเกตว่าความเสียหายจากการชาร์จสูงเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่อยู่ในระดับสูงเป็นเวลานานหลายคนประหลาดใจเมื่อได้ยินสิ่งนี้และสาบานว่าพวกเขาจะมีแบตเตอรี่อยู่ที่ 100% ตลอดเวลา!

อย่างไรก็ตาม 100% ในปริมาณเล็กน้อยไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆหากคุณกำลังวางแผนการเดินทางระยะยาวและคุณจะเดินทางไม่นานหลังจากการเดินทาง นั่นเป็นสิ่งที่ใช้ได้ในทางกลับกัน หากคุณวางแผนที่จะหยุดพักสักระยะ การชาร์จแบตเตอรี่ให้เหลือ 60-80% จะดีต่อสุขภาพมากกว่า

สิ่งนี้ใช้กับแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งหมดหรือไม่

แม้ว่าแบตเตอรี่ LiFePO4 จะไม่ได้รับผลกระทบจากประจุไฟฟ้าสูงอย่างลิเธียมไอออน แต่กฎนี้ใช้กับแบตเตอรี่ไฟฟ้าทั้งหมดซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า โทรศัพท์มือถือ และแม้แต่สิ่งเล็กๆ อย่างแปรงสีฟันไฟฟ้าของคุณ

ศาสตราจารย์ดาห์นคนหนึ่งพูดติดตลกเกี่ยวกับความสำคัญของการระบายความร้อน โดยบอกว่าคุณอาจพิจารณาเก็บแล็ปท็อปไว้ในตู้เย็นหากคุณจริงจังกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ส่วนใหญ่แล้ว ข้อกำหนดง่ายๆ ในการรักษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของคุณให้คงอยู่นั้นสามารถนำไปใช้ได้อย่างง่ายดายหลีกเลี่ยงการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามากเกินไปเว้นแต่จะมีความจำเป็นจอดจักรยานไฟฟ้าของคุณในที่ร่มหยุดทิ้งโทรศัพท์และแล็ปท็อปไว้กลางแดดหรือในรถที่ร้อนจัดสิ่งสำคัญที่สุดคือพยายามหลีกเลี่ยงการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของคุณให้เต็ม 100% ให้ได้มากที่สุด

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

สิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้ทั้งข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพื่อทำความเข้าใจระดับความสำคัญอย่างเต็มที่

ข้อดีทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

1.เล็กลงและเบาขึ้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีน้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับความจุของแบตเตอรี่อื่นๆดังนั้นจึงเป็นประโยชน์สำหรับผู้บริโภคที่มีน้ำหนักเป็นปัจจัยหนึ่ง

2.ความหนาแน่นของพลังงานสูงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแตกต่างจากแบตเตอรี่อื่นๆ มีความหนาแน่นของพลังงานสูงมากสิ่งนี้จะเปลี่ยนเป็นความสามารถในการเก็บพลังงานจำนวนมากโดยไม่สะท้อนความเทอะทะความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่น ในรถยนต์ไฟฟ้าได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สูงขึ้นสำหรับความจุที่สูงขึ้น

3.การปลดปล่อยตัวเองในระดับล่างการคายประจุเองของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ 1.5% ต่อเดือน ซึ่งค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นๆซึ่งหมายความว่ามีอายุการเก็บรักษานานขึ้นเมื่อไม่ใช้งาน

4.เอฟเฟกต์หน่วยความจำเป็นศูนย์ถึงต่ำแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีผลน้อยที่สุดถึงศูนย์เมื่อพูดถึงผลหน่วยความจำซึ่งเป็นเรื่องปกติในแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้ซึ่งจะสูญเสียความจุพลังงานสูงสุดเมื่อชาร์จซ้ำๆ หลังจากคายประจุบางส่วนปัญหานี้พบได้ทั่วไปในแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้แบบนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ เช่น NiMH และ NiCd

5.ชาร์จเร็วแบตเตอรี่ Li-ion ชาร์จได้รวดเร็วเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นๆมันใช้เวลาเพียงเศษเสี้ยวของเวลาที่คู่ของมันใช้ในการชาร์จ

6.แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงขึ้นเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่น้ำ เช่น นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ กรดตะกั่ว และนิกเกิลแคดเมียม

7.อายุการใช้งานยาวนานขึ้นโดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ Li-ion สามารถรองรับรอบการชาร์จและคายประจุได้หลายร้อยรอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนบางรุ่นสูญเสียความจุไป 30% หลังจาก 1,000 รอบ ในขณะที่แบตเตอรี่ขั้นสูงอื่นๆ จะใช้ได้มากกว่า 5,000 รอบ

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

มีความท้าทายบางอย่างที่คุณอาจเผชิญเมื่อใช้แบตเตอรี่ Li-ion;

1. มีราคาแพงต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสูงกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่นถึง 40%เนื่องจากต้องใช้คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดเพื่อควบคุมวงจรทำให้มีราคาแพงกว่า

2. ความไวต่ออุณหภูมิสูงดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ อุณหภูมิสูงเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ Li-ion ในระดับสูง

3. เอฟเฟกต์ริ้วรอยนี่เป็นเพราะการเสื่อมสภาพตามปกติไม่ว่าจะใช้งานหรือไม่ก็ตามอย่างไรก็ตาม การจัดเก็บอุปกรณ์ไว้ที่ 40% สามารถลดผลกระทบจากการเสื่อมสภาพได้

4. การปลดปล่อยลึกความสมบูรณ์ทั่วไปของแบตเตอรี่ li-ion ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงแม้ว่าจะมีการคายประจุไฟฟ้าก็ตามอย่างไรก็ตาม การคายประจุลึกหรือการลดลงของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ Li-ion อาจทำให้ใช้งานไม่ได้

5. ข้อกังวลด้านความปลอดภัยแบตเตอรี่ Li-ion อาจระเบิดได้เมื่อได้รับความร้อนสูงเกินไปหรือไฟฟ้าลัดวงจร

สรุปเกี่ยวกับแบตเตอรี่ Li-ion

เทคโนโลยีเติบโตในทุกมิติรวมถึงอุตสาหกรรมการขนส่งนวัตกรรมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้มอบแสงสว่างให้กับรถยนต์ไฟฟ้าในฝัน

การเปลี่ยนแปลงนี้นำไปสู่สภาพแวดล้อมที่ดีขึ้นโดยมีมลพิษต่ำ อย่าลืมความสะดวกสบายที่มาพร้อมกับรถยนต์ไฟฟ้า