ความลับเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไร?

ปัจจุบันมีแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าสองประเภทที่รู้จักกันซึ่งแบ่งเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมประกอบไปด้วยและแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตตามความแตกต่างของวัสดุอิเล็กโทรดเชิงบวก เป็นเพียงว่ากิจกรรมของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่ดีส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานต่ำและไม่สามารถยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้นานขึ้นดังนั้นจึงค่อยๆจางหายไปจากสายตา

กระแสหลักของ แบตเตอรี่ลิเธียม ประกอบไปด้วยข้อดีของกิจกรรมแบตเตอรี่สูงและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นดังนั้นรุ่นพลังงานใหม่โดยทั่วไปจะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมประกอบไปด้วยเป็นกลไกในการจัดเก็บพลังงาน

ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดใดโครงสร้างพื้นฐานของมันก็เหมือนกัน ประกอบด้วยขั้วบวกขั้วลบขั้วลบและอิเล็กโทรไลต์ การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมคือการสร้างประจุลิเธียมไอออน (เทียบเท่า) จากขั้วบวกและแยกออกจากขั้วบวก "ว่ายน้ำ" อิเล็กโทรไลต์และตัวแยกไปถึงขั้วลบและฝังไว้ในวัสดุขั้วลบ กระบวนการคายประจุนั้นอยู่ตรงกันข้ามกับลิเธียมไอออน "กวาด" จากขั้วลบไปยังขั้วบวก กล่าวง่ายๆว่ากระบวนการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นทำได้โดยการ "ว่ายน้ำ" ลิเธียมไอออนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ

เป็นกระแสไฟฟ้าที่ดันลิเทียมไอออนไปที่ "ว่ายน้ำ" ไปมา ดังนั้นเราจึงสามารถเข้าใจการชาร์จอย่างรวดเร็วในฐานะที่เป็นใบพัดกำลังแรงสูงที่อยู่เบื้องหลังลิเธียมไอออนซึ่งผลักไอออนลิเธียมไอออนไปที่“ ว่ายน้ำ” จากขั้วบวกขั้วบวกไปยังขั้วลบได้อย่างรวดเร็วและใช้กำลังแรงในขณะที่การชาร์จช้า ค่อยๆ "ว่ายน้ำ" จากบวกถึงลบ

เหตุใดการชาร์จอย่างรวดเร็วจึงมีผลกับแบตเตอรี่ ค่อนข้างง่ายลิเทียมไอออนหลายตัวที่มีทรัสเตอร์กำลังสูง“ ว่ายน้ำอย่างบ้าคลั่ง” จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ก่อนที่อิเล็กโทรดเชิงลบจะลงจอด (ฝังอยู่ในอิเล็กโทรดเชิงลบ) ลิเธียมไอออนอีกตัวหนึ่งก็วิ่งไปและไอออนลิเธียมไอออนสองตัวที่โดนกันตาย "ถูกฆ่าตาย" ดังนั้นแบตเตอรี่จะสูญเสียลิเธียมไอออนหนึ่งตัว เมื่อเวลาผ่านไปลิเทียมไอออนที่ตายแล้วจะสะสมและก่อตัวเป็นลิเธียมเดนเดนไรท์ มีการยุบตัวของแบตเตอรี่หลายครั้งและส่วนใหญ่เกิดจากลิเธียมเดนดริทเจาะตัวคั่นและทำให้เกิดการลัดวงจรภายในแบตเตอรี่

นอกจากนี้ลองขยายอีกครั้ง ทำไมแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าจึงหดตัวลงอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิต่ำในฤดูหนาว? ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้กระบวนการคายประจุของแบตเตอรี่คือลิเธียมไอออนถูก de-intercalated จากขั้วลบและจากนั้น "ของเหลวย้อนกลับ" ไปยังขั้วบวกผ่านอิเล็กโทรไลซิส ที่อุณหภูมิต่ำอิเล็กโทรไลต์อาจกลายเป็น "เหนียว" หรือแม้แต่ "แช่แข็ง" ซึ่งหมายความว่ากระบวนการของลิเธียมไอออน "ว่ายน้ำกลับ" จากขั้วไฟฟ้าเชิงลบกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นและต้องใช้แรงขับดันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการผลัก ไอออนลิเธียม ซึ่งหมายความว่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น

ดังนั้นแบตเตอรี่จึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำซึ่งจะนำไปสู่การลดพลังงานที่ต้องใช้ในการขับขี่รถยนต์ นี่คือเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจึงหดตัวลงอย่างรุนแรงในฤดูหนาว