เมื่อไม่นานนี้ ทีมวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแทกูคยองบุก (DGIST) ในประเทศเกาหลีได้คิดค้นแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลแบบใหม่ที่สร้างสรรค์ขึ้น ซึ่งมี “อิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์แข็งสามชั้น” ซึ่งสามารถดับไฟได้เองและยังคงประสิทธิภาพที่ดีแม้จะชาร์จไปหลายรอบแล้วก็ตาม
มาทำความเข้าใจกันดีกว่า ในแบตเตอรี่โพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์แบบแข็งแบบดั้งเดิม ลิเธียมสามารถสร้างโครงสร้างขนาดเล็กคล้ายต้นไม้ที่เรียกว่าเดนไดรต์ได้ในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ แม้ว่าชื่ออาจฟังดูไม่เป็นอันตราย แต่เดนไดรต์สามารถสร้างความเสียหายให้กับการเชื่อมต่อภายในแบตเตอรี่ได้ ทำให้มีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้และการระเบิดเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความท้าทายที่เกิดขึ้นมานานนี้ทำให้การใช้ศักยภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลทำได้ยากขึ้น จนกระทั่งปัจจุบัน
ในการศึกษาวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Small เมื่อไม่นานนี้ ทีมงานของ DGIST ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างอิเล็กโทรไลต์สามชั้นที่สร้างสรรค์ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ การออกแบบอันชาญฉลาดนี้ประกอบด้วยชั้นนอกที่อ่อนนุ่มซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสัมผัสกับอิเล็กโทรดได้ดี ในขณะที่ชั้นกลางที่แข็งแรงช่วยปรับปรุงความสมบูรณ์ของโครงสร้างแบตเตอรี่
อิเล็กโทรไลต์ได้รับการเสริมประสิทธิภาพเพิ่มเติมด้วยสารดับเพลิง (เดคาโบรโมไดฟีนิลเอธาน) เกลือลิเธียมที่มีความเข้มข้นสูง และซีโอไลต์ ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแกร่งโดยรวมของแบตเตอรี่ แม้ว่ารายละเอียดอาจดูซับซ้อนทางเทคนิค แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น
นวัตกรรมนี้ไม่ได้หยุดอยู่แค่การป้องกันไฟไฟม้เท่านั้น ตามที่ทีมพัฒนาซึ่งรวมถึงนักวิจัยหลัก ดร. คิม แจ-ฮยอน ระบุว่า การออกแบบแบตเตอรี่นี้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเป็นพิเศษ โดยยังคงประสิทธิภาพไว้ได้ประมาณ 87.9% หลังจากการชาร์จและปล่อยประจุ 1,000 รอบ ซึ่งถือเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน ซึ่งโดยทั่วไปจะสูญเสียความจุไป 20–30% เมื่อชาร์จและปล่อยประจุจำนวนรอบเท่ากัน
หากจะมองในมุมทฤษฎีแล้ว EV ที่มีระยะทางวิ่ง 483 กม. โดยใช้แบตเตอรี่ใหม่นี้จะยังคงรักษาความจุไว้ได้ 87.9% ทำให้วิ่งได้ระยะทางมากกว่า 418 กม. แม้จะขับไปแล้ว 483,000 กม.ก็ตาม
นอกจากนี้ นักวิจัยรายงานว่าแบตเตอรี่สามารถดับไฟได้เองในกรณีที่เกิดไฟไหม้ การผสมผสานระหว่างความทนทานและความปลอดภัยที่ไม่เหมือนใครนี้มีศักยภาพที่จะสร้างผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมแบตเตอรี่
นักวิจัยหลัก ดร. คิม แจ-ฮยอน อธิบายถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นว่า “งานวิจัยนี้คาดว่าจะมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อการนำแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลที่ใช้อิเล็กโทรไลต์ [โพลีเมอร์แข็ง] ไปใช้ในเชิงพาณิชย์ ในขณะเดียวกันก็ให้ความเสถียรและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นแก่อุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน” พูดให้เข้าใจง่าย ๆ ก็คือ เทคโนโลยีนี้อาจนำไปสู่แบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและใช้งานได้ยาวนานขึ้นสำหรับการใช้งานหลากหลายประเภท
แม้ว่ารถยนต์ไฟฟ้าจะเป็นกรณีการใช้งานที่ชัดเจนสำหรับเทคโนโลยีนี้ แต่การใช้งานยังสามารถขยายได้ไกลกว่านั้นมาก แบตเตอรี่ขั้นสูงเหล่านี้สามารถใช้ได้กับทุกอย่าง ตั้งแต่สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์สวมใส่ไปจนถึงระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ดังนั้น ไม่ว่าคุณจะกำลังเลื่อนดู TikTok ติดตามจำนวนก้าวของคุณ หรือจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ เทคโนโลยีแบตเตอรี่นี้อาจช่วยให้ชีวิตของคุณปลอดภัยขึ้นอีกเล็กน้อย และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ภาพแบตเตอรี่ใช้ประกอบบทความเท่านั้น
Source: Carscoops
