Leave Your Message
เผยบทบาทสำคัญของอิเล็กโทรไลต์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่

บล็อกของบริษัท

หมวดหมู่บล็อก
บล็อกเด่น

เผยบทบาทสำคัญของอิเล็กโทรไลต์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่

30-08-2024
ทุกวันนี้ ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นของรถยนต์พลังงานใหม่ ระยะทางและความเร็วในการชาร์จจึงกลายเป็นประเด็นสำคัญของผู้บริโภคกังวลมากที่สุด ในฐานะ "หัวใจ" ของรถยนต์พลังงานใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะกำหนดระยะทางและประสิทธิภาพการชาร์จของรถยนต์โดยตรง ในบรรดาโครงสร้างหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อิเล็กโทรไลต์มีบทบาทสำคัญ

1.jpg

I. หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและความสำคัญของอิเล็กโทรไลต์

2.jpg

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเปรียบเสมือน "เก้าอี้โยก" เมื่อทำการชาร์จ ลิเธียมไอออนจะถูกปล่อยออกจากอิเล็กโทรดบวก ผ่านตัวคั่น ย้ายไปยังอิเล็กโทรดลบในอิเล็กโทรไลต์ และสุดท้ายจะฝังอยู่ในอิเล็กโทรดลบ ในเวลานี้ขั้วลบจะเก็บพลังงานไว้ เมื่อทำการคายประจุ ลิเธียมไอออนจะถูกปล่อยออกมาจากอิเล็กโทรดเชิงลบ จากนั้นจะกลับสู่อิเล็กโทรดบวกผ่านอิเล็กโทรไลต์ และปล่อยพลังงาน อาจกล่าวได้ว่าอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวพาสำหรับการโยกย้ายลิเธียมไอออนระหว่างอิเล็กโทรดแบบย้อนกลับได้ และประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์ส่งผลโดยตรงต่อเวลาในการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่

 

ครั้งที่สอง อิเล็กโทรไลต์ส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่อย่างไร

3.jpg

อิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนประกอบสำคัญในอิเล็กโทรไลต์และมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่ ประการแรก ค่าการนำไฟฟ้าของอิออนของอิเล็กโทรไลต์ส่งผลโดยตรงต่อความเร็วการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกสูงสามารถทำให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่เร็วขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบ ส่งผลให้เวลาในการชาร์จสั้นลง ตัวอย่างเช่น อิเล็กโทรไลต์ใหม่บางตัวมีความคล่องตัวของไอออนิกสูงกว่า และสามารถให้ช่องส่งไอออนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในระหว่างการชาร์จแบบรวดเร็ว

 

ประการที่สอง ความเสถียรของอิเล็กโทรไลต์ก็มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วเช่นกัน ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะถูกสร้างขึ้นภายในแบตเตอรี่ หากอิเล็กโทรไลต์ไม่เสถียร อาจเกิดการสลายหรือปฏิกิริยาข้างเคียง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ดังนั้นการเลือกอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเสถียรที่ดีจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้สามารถชาร์จได้เร็ว

 

ที่สาม ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของอิเล็กโทรไลต์

4.jpg

  1. ประเภทของตัวทำละลาย
  2. ในปัจจุบัน ตัวทำละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ คาร์บอเนตและคาร์บอกซิเลตที่มีโครงสร้างแบบโซ่และไซคลิก จุดหลอมเหลวและความหนืดของตัวทำละลายเหล่านี้จะส่งผลต่อความเร็วการแพร่กระจายของลิเธียมไอออน ยิ่งจุดหลอมเหลวและความหนืดของตัวทำละลายที่อุณหภูมิห้องต่ำลง ค่าการนำไฟฟ้าของไอออนิกก็จะยิ่งสูงขึ้น และค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของลิเธียมไอออนก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่
  3. ตัวอย่างเช่น ตัวทำละลายบางชนิดที่มีจุดหลอมเหลวต่ำและมีความหนืดต่ำสามารถให้ช่องทางการโยกย้ายของลิเธียมไอออนที่ราบรื่นยิ่งขึ้น เช่นเดียวกับถนนที่กว้างและเรียบในเมือง ช่วยให้ยานพาหนะ (ลิเธียมไอออน) เดินทางได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
  4. ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์
  5. การเพิ่มความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์จะช่วยเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายในตัวเองของลิเธียมไอออนได้อย่างมาก เหมือนกับการเพิ่มความกว้างของช่องทำให้ลิเธียมไอออนผ่านได้รวดเร็วยิ่งขึ้น จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
  6. ลองนึกภาพว่าอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูงขึ้นก็เหมือนกับทางหลวงที่กว้างขึ้นซึ่งสามารถรองรับลิเธียมไอออนได้มากขึ้นเพื่อผ่านไปอย่างรวดเร็ว
  7. หมายเลขการย้ายถิ่นของไอออน
  8. อิเล็กโทรไลต์ที่มีจำนวนไอออนสูงสามารถทนต่ออัตราการชาร์จที่สูงกว่าภายใต้สถานะการชาร์จเดียวกัน เปรียบเสมือนการควบคุมการจราจรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่ายานพาหนะจะผ่านไปได้อย่างรวดเร็วในชั่วโมงเร่งด่วน
  9. อิเล็กโทรไลต์ที่มีจำนวนการโยกย้ายไอออนสูงสามารถนำทางการโยกย้ายของลิเธียมไอออนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จ
  10. สูตรตัวทำละลายและการนำไฟฟ้า
  11. ค่าการนำไฟฟ้าลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ที่มีสูตรตัวทำละลายต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกัน และส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่แตกต่างกัน
  12. ด้วยการปรับสูตรตัวทำละลายให้เหมาะสม จึงสามารถพบส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเคลื่อนย้ายลิเธียมไอออน เพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าและให้ความเร็วในการชาร์จเร็วขึ้น
  13. เสถียรภาพของวงจรในระยะยาว
  14. สูตรอิเล็กโทรไลต์บางชนิดสามารถปรับปรุงเสถียรภาพของวงจรและความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ได้ และในขณะเดียวกันก็ยับยั้งปรากฏการณ์การชุบลิเธียมบนขั้วลบของแบตเตอรี่ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วยิ่งขึ้น
  15. เช่นเดียวกับการให้สภาพแวดล้อมการทำงานที่มั่นคงสำหรับแบตเตอรี่ ทำให้มั่นใจได้ว่าลิเธียมไอออนสามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดการใช้งานในระยะยาว

 

IV. วิธีปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์

5.jpg

เพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ สามารถเริ่มต้นประเด็นต่อไปนี้ได้:

 

  1. เพิ่มประสิทธิภาพการเลือกอิเล็กโทรไลต์: เลือกอิเล็กโทรไลต์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกสูง เช่น เกลือลิเธียมใหม่บางชนิดหรือระบบอิเล็กโทรไลต์ผสม อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้สามารถให้ไอออนอิสระได้มากขึ้นและเพิ่มความสามารถในการขนส่งไอออน
  2. ปรับองค์ประกอบของตัวทำละลาย: ด้วยการปรับประเภทและสัดส่วนของตัวทำละลายให้เหมาะสม จะช่วยลดความหนืดของอิเล็กโทรไลต์ และเพิ่มความเร็วการแพร่กระจายของไอออน ตัวอย่างเช่น การใช้ตัวทำละลายที่มีความหนืดต่ำหรือระบบตัวทำละลายแบบผสมสามารถปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ได้
  3. การใช้สารเติมแต่ง: การเติมสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ได้ สารเติมแต่งเหล่านี้สามารถเพิ่มจำนวนการย้ายไอออนและปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของแบตเตอรี่
  4. การควบคุมอุณหภูมิ: ภายในช่วงที่กำหนด การเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่จะช่วยลดความหนืดของอิเล็กโทรไลต์ และเพิ่มการนำไฟฟ้าไอออนิกได้ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจส่งผลต่อความเสถียรและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม

 

V. ความสำคัญของการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอิเล็กโทรไลต์

6.jpg

ด้วยการปรับปรุงประเภทของตัวทำละลาย การปรับความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ เพิ่มจำนวนการเคลื่อนตัวของไอออน และการปรับสูตรตัวทำละลายให้เหมาะสม จะทำให้ความเร็วการเคลื่อนตัวของลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้เวลาในการชาร์จสั้นลง สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้ของผู้บริโภค แต่ยังให้ระยะการเดินทางและประสบการณ์การชาร์จที่ดีขึ้นสำหรับการเดินทางระยะไกลของยานพาหนะไฟฟ้า แต่ยังส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่อีกด้วย

 

ในอนาคต ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เชื่อว่าประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์จะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นอีก โดยนำพลังงานที่ทรงพลังและวิธีการใช้งานที่สะดวกยิ่งขึ้นมาสู่รถยนต์พลังงานใหม่ ขอให้เราตั้งตารอที่ความก้าวหน้าใหม่ๆ ในประสิทธิภาพการชาร์จที่รวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่และมีส่วนร่วมมากขึ้นต่ออนาคตของการเดินทางสีเขียว