Sakura P.
ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Tsinghua University และ Tianjin University ในประเทศจีน ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการเพิ่มความแข็งแกร่ง, อายุการใช้งาน, และความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่ Solid-state แม้ในสภาวะอากาศเย็นหรือเมื่อต้องจ่ายพลังงานสูง
ตีพิมพ์ใน Nature! จีนค้นพบวิธีทำให้แบตเตอรี่ Solid-state ไม่แตกร้าวแม้อากาศหนาวจัด
งานวิจัยมีชื่อว่า A ductile solid electrolyte interphase for solid-state batteries (ชั้นเคลือบผิวอิเล็กโทรไลต์แข็งที่ยืดหยุ่นได้สำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต) ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 29 ตุลาคม 2025 ตามรายงานของ IT-Home
แบตเตอรี่ Solid-state มักถูกมองว่าเป็นอนาคต ของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) เนื่องจากสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่าและปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ชนิดเหลวในปัจจุบัน ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปหรือติดไฟได้ แต่ความก้าวหน้าในการผลิตเชิงพาณิชย์ (Mass production) นั้นเป็นไปอย่างช้า ๆ เพราะแบตเตอรี่ชนิดนี้มักจะเกิดการแตกร้าวและสูญเสียประสิทธิภาพในระหว่างการชาร์จเร็วหรือในสภาพอากาศหนาวจัด
เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยจาก Tsinghua และ Tianjin ได้ออกแบบสิ่งที่เรียกว่าชั้น “เกราะยืดหยุ่น” (Flexible armour) สำหรับพื้นผิวของแบตเตอรี่ โดยปกติแล้ว ชั้นป้องกันนี้ (เรียกว่า Solid electrolyte interphase หรือ SEI) จะมีความแข็งแต่เปราะ ซึ่งหมายความว่า สามารถแตกหักได้ง่ายภายใต้แรงกดดัน และเมื่อเกิดการแตกร้าว ลิเธียมก็จะเข้าไปสะสมอย่างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง
แทนที่จะทำให้ชั้น SEI แข็งขึ้น นักวิจัยกลับทำให้ยืดหยุ่น มากขึ้น โดยการใช้วัสดุที่มีเงินเป็นส่วนประกอบ ที่เรียกว่า Ag₂S และ AgF พวกเขาสร้างชั้นที่สามารถโค้งงอเล็กน้อยได้โดยไม่แตกหัก ความยืดหยุ่นนี้ช่วยรักษาโครงสร้างให้คงที่ ในขณะที่ยังคงปล่อยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่ผ่านได้อย่างราบรื่น
ในการทดสอบ แบตเตอรี่ที่เคลือบด้วยชั้นใหม่นี้สามารถทำงานได้นานกว่า 4,500 ชั่วโมงภายใต้การใช้งานหนัก และยังคงมีเสถียรภาพนานกว่า 7,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ –30°C ซึ่งเป็นสภาวะที่ปกติจะทำให้แบตเตอรี่ Solid-state อื่น ๆ ล้มเหลว
การออกแบบนี้ผสมผสานวัสดุที่ทั้งอ่อนนุ่มและแข็งแกร่งเข้าด้วยกันในโครงสร้างแบบไล่ระดับเป็นชั้น ๆ ซึ่งช่วยลดความเค้นภายใน, ป้องกันการแตกร้าว, และรักษาการกระจายตัวของลิเธียมให้สม่ำเสมอในระหว่างการชาร์จและคายประจุ
โครงการนี้นำโดยศาสตราจารย์ Feiyu Kang และ Yanbing He จาก Tsinghua SIGS รวมถึงศาสตราจารย์ Quanhong Yang จาก Tianjin University และได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน โครงการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญแห่งชาติ และแผนนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของเซินเจิ้น
อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่ Solid-state พร้อมสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ในทันที แต่งานวิจัยนี้นำเสนอแนวทางที่เป็นไปได้ในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่ Solid-State ภายใต้สภาวะสุดขั้ว ซึ่งอาจสนับสนุนการนำไปใช้งานเชิงพาณิชย์ในอนาคตได้
ที่มา carnewschina
