อย่างไรก็ตาม การทำงานต้องใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Li-Ion ซึ่งได้รับความนิยมมากขึ้นเนื่องจากการใช้งานที่หลากหลาย มาดูกันว่าคุณสมบัติของแบตเตอรี่ชนิดใดที่ทำให้ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ ใช้แบตเตอรี่มากขึ้นและบ่อยขึ้น
การออกแบบแบตเตอรี่ Li-Ion
แบตเตอรี่ Li-Ion ประกอบด้วย แคโทด แอโนด ตัวคั่น และอิเล็กโทรไลต์ แคโทดอาจทำจากออกไซด์ของโลหะหลายชนิด เช่น ลิเธียมโคบอลต์(III) ออกไซด์ (LiCoO 2 ) หรือลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LiMn 2 O 4 ) ในทางกลับกัน แอโนดมักทำจาก กราไฟต์ ลิเธียมมีบทบาทสำคัญที่นี่ซึ่งไอออนจะเคลื่อนที่ระหว่างอิเล็กโทรดระหว่างการคายประจุและการชาร์จ อิเล็กโทรไลต์มักเป็นของเหลวที่มีเกลือลิเธียมละลายอยู่ในส่วนผสมของตัวทำละลายอินทรีย์หรือของแข็ง อิเล็กโทรไลต์มักผลิตจาก ไวนีลีนคาร์บอเนต แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยเซลล์ขนาดเล็กหลายเซลล์รวมกันเป็นแพ็ค สามารถกำหนดค่าได้อย่างสมบูรณ์จึงให้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ
ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีลิเธียมไอออน
เรามาพูดถึงข้อดีของแบตเตอรี่ Li-Ion กันก่อน
- ความหนาแน่นของพลังงานสูง: เทคโนโลยี Li-Ion เป็นหนึ่งในความหนาแน่นของพลังงานสูงสุด ซึ่งทำให้สามารถเก็บพลังงานจำนวนมากไว้ในแบตเตอรี่ขนาดเล็กได้
- การคายประจุเองต่ำ: เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ประเภทอื่น แบตเตอรี่เหล่านี้มีอัตราการคายประจุต่ำมาก และอาจเก็บพลังงานได้เป็นเวลานานโดยที่ความจุไม่ลดลงมากนัก
- อายุการใช้งานยาวนาน: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานยาวนาน อายุการใช้งานของเซลล์มาตรฐานมีตั้งแต่ 300 ถึง 1,000 รอบการชาร์จ แต่บางเซลล์มีค่าสูงกว่านั้น
- ไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ: แตกต่างจากเทคโนโลยีอื่น ๆ แบตเตอรี่ Li-Ion แทบไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคายประจุจนหมดก่อนที่จะเชื่อมต่ออีกครั้งเพื่อชาร์จ
- อัตราการชาร์จ: เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ยอดนิยมอื่นๆ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอัตราการชาร์จที่เร็วกว่า ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมาก
- ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ: เทคโนโลยี Li-Ion เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าโซลูชันอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดหรือนิกเกิลแคดเมียม ประการแรก ไม่มีโลหะหนักซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ยังสูญเสียพลังงานน้อยลงเนื่องจากประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและระยะเวลาในการชาร์จที่สั้นลง
ด้วยคุณสมบัติที่กล่าวถึงข้างต้น แบตเตอรี่ Li-Ion จึงถูกนำมาใช้อย่างง่ายดาย และกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในอุปกรณ์ต่างๆ ในชีวิตประจำวัน น่าเศร้าที่เทคโนโลยีลิเธียมไอออนก็มีข้อเสียเช่นกัน ซึ่งจำกัดการใช้งาน ดูตัวอย่างด้านล่าง
- ราคาสูง: ต้นทุนการผลิตของแบตเตอรี่ Li-Ion สูงกว่าต้นทุนของโซลูชันอื่นๆ ซึ่งส่งผลให้ราคาขายสูง
- ปัญหาการคายประจุลึก: หากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคายประจุต่ำกว่าระดับที่แนะนำ อาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายจนไม่สามารถแก้ไขได้
- ความจุลดลง: แบตเตอรี่ Li-Ion สูญเสียความจุเมื่อเวลาผ่านไป แม้จะไม่ได้ใช้งานหนักก็ตาม ซึ่งช่วยลดเวลาการทำงานของอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ดังกล่าว
- ความปลอดภัยในการใช้งาน: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เสียหายอาจระเบิดหรือทำให้เกิดไฟไหม้ได้ อุณหภูมิที่สูงมากหรือการชาร์จไฟมากเกินไปอาจนำไปสู่เหตุการณ์ดังกล่าวได้เช่นกัน
แม้จะมีข้อเสีย แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็มีการใช้งานที่หลากหลาย
ใช้แบตเตอรี่ Li-Ion ที่ไหน?
ปัจจุบันเทคโนโลยี Li-Ion เป็นหนึ่งในวิธีการผลิตแบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ด้วยข้อได้เปรียบที่แสดงไว้ด้านบนและความสามารถในการปรับแต่งได้ จึงถูกนำมาใช้อย่างง่ายดายในอุปกรณ์ประเภทต่างๆ คุณจะหาแบตเตอรี่ประเภทนี้ได้ที่ไหน?
เครื่องใช้ไฟฟ้า
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค คุณจะพบได้ในสมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ ทีวี แล็ปท็อป หูฟังไร้สาย นาฬิกา กล้อง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ อีกมากมาย โดยทั่วไปจะใช้ในอุปกรณ์พกพาที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูง มีขนาดเล็ก และอายุการใช้งานยาวนาน
ยานพาหนะไฟฟ้า
รถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริด เป็นกลุ่มเครื่องจักรที่นิยมใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีการใช้แบตเตอรี่เนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไป ในขณะที่สามารถเดินทางระหว่างการชาร์จได้ค่อนข้างนาน การใช้แบตเตอรี่ในยานพาหนะล้ำสมัยช่วยลด การปล่อย CO 2 จาก ไอเสีย
การจัดเก็บพลังงาน
ระบบจัดเก็บพลังงานทั้งในภาคอุตสาหกรรมและในครัวเรือนได้รับความนิยมมากขึ้นสำหรับการจัดเก็บพลังงานจาก แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงาน ลม หรือ พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบดังกล่าวใช้แบตเตอรี่ Li-Ion
เครื่องมือไฟฟ้า
เนื่องจากประสิทธิภาพสูงและความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงพร้อมใช้ในเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายส่วนใหญ่ คุณสามารถค้นหาได้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องบด สว่าน เครื่องเลื่อย และอื่นๆ อีกมากมาย
อุปกรณ์ทางการแพทย์
แบตเตอรี่ Li-Ion ขนาดเล็กช่วยให้ใช้งานในอุปกรณ์ทางการแพทย์เฉพาะทางได้ เครื่องกระตุ้นหัวใจ เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ เครื่องวัดความดัน รถเข็นทางการแพทย์ และอุปกรณ์ช่วยชีวิตอื่นๆ สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงการใช้งานหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน คุณจะพบพวกมันในระบบที่ใช้สำหรับจ่ายพลังงานฉุกเฉิน เช่นเดียวกับในโดรนและยานพาหนะที่ควบคุมด้วยรีโมตคอนโทรล มีการทดลองเพื่อใช้ในการบิน
