Sakura P.
สื่อ IT-home รายงานว่า คณะนักวิจัยจากสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (Chinese Academy of Sciences) ได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลแบบ Solid-state พลังงานสูง ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 451.5 Wh/kg โดยแบตเตอรี่นี้ยังคงรักษารอบการทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้เงื่อนไขการชาร์จแบบเร็วพิเศษ (อัตรา 20C) ซึ่งเทียบเท่ากับรอบการชาร์จและจ่ายไฟในเวลาเพียง 3 นาที
นักวิจัยจีนเปิดตัวแบตเตอรี่แบบ Solid-state ความหนาแน่นพลังงาน 451.5 Wh/kg ชาร์จเร็วใน 3 นาที
สถาบันวิจัยโลหะภายใต้สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ระบุว่า ผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Journal of the American Chemical Society ภายใต้หัวข้อ Polymer-modulated solvation chemistry via compatibilizing-solvent plasticization for stable high-energy lithium metal batteries
การวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่อิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์ที่ใช้สาร Polyvinylidene fluoride (PVDF) ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางสำหรับแบตเตอรี่แบบ Solid-state เนื่องจากมีความเสถียรต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันและมีความสามารถในการนำไอออนที่ดี
นักวิจัยกล่าวว่า สารลดความหนืด (Plasticisers) แบบดั้งเดิมที่ใช้ในอิเล็กโทรไลต์ PVDF มักจะมีความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าต่ำ ส่งผลให้เกิดการสลายตัวอย่างต่อเนื่องที่บริเวณส่วนต่อประสานของขั้วไฟฟ้า (Electrode interface) และจำกัดความเข้ากันได้กับขั้วแอโนดลิเธียมเมทัล (Lithium metal anodes) รวมถึงขั้วแคโทดแรงดันสูง (High-voltage cathodes)
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมวิจัยจึงได้พัฒนากลยุทธ์ “การทำให้สารลดความหนืดเข้ากันได้ด้วยตัวทำละลายประสาน” (Compatibilizing-solvent plasticization) กระบวนการนี้จะใส่ตัวทำละลายประสานที่ระเหยง่ายเข้าไป เพื่อช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ชั่วคราวระหว่างโพลีเมอร์และสารลดความหนืดที่มีความเสถียรในระหว่างการเตรียมอิเล็กโทรไลต์ เมื่อตัวทำละลายระเหยออกไปในระหว่างการขึ้นรูปฟิล์ม สารลดความหนืดจะถูกล็อกอยู่ภายในโครงข่ายโพลีเมอร์
นักวิจัยเผยว่า วิธีการนี้ช่วยให้เกิดชั้นอินเตอร์เฟสที่อุดมไปด้วยลิเธียมฟลูออไรด์ที่มีความเสถียร และช่วยลดปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดขึ้นกับขั้วไฟฟ้าทั้งสองฝั่งได้
ทดสอบชาร์จเร็วอัตรา 20C ได้ถึง 700 รอบ
ข้อมูลจากรายงานวิจัยระบุว่า เมื่อจับคู่แบตเตอรี่นี้เข้ากับขั้วแคโทดแบบนิกเกิลสูงขนาด 4.7V แบตเตอรี่สามารถรักษารอบการทำงานได้อย่างเสถียรยาวนานถึง 700 รอบ โดยยังคงรักษาความจุไว้ได้สูงถึง 81.9% ภายใต้อัตราการชาร์จ 20C หรือเทียบเท่ากับการชาร์จและจ่ายไฟในเวลาประมาณ 3 นาที
นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังได้สาธิตการใช้งานเซลล์แบตเตอรี่แบบถุง (Pouch cell) ระดับแอมแปร์-ชั่วโมง โดยใช้ขั้วแอโนดลิเธียมเมทัลแบบบางที่มีอัตราส่วน N/P อยู่ที่ 1.1 ซึ่งเซลล์แบบถุงนี้สามารถทำความหนาแน่นของพลังงานได้สูงถึง 451.5 Wh/kg ซึ่งสูงกว่าเซลล์แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ปัจจุบันซึ่งมีความหนาแน่นอยู่ที่ 200 Wh/kg เป็นอย่างมาก
ตัวเซลล์แบตเตอรี่แบบถุงนี้ยังผ่านการทดสอบโดยการใช้ตะปูเจาะทะลุ ซึ่งนักวิจัยระบุว่าเป็นการพิสูจน์ให้เห็นถึงความปลอดภัยขั้นสูงในตัวของแบตเตอรี่เอง
อุตสาหกรรมกำลังแข่งขันกันมุ่งสู่ระดับ 500 Wh/kg
ผลลัพธ์ล่าสุดนี้ถือเป็นส่วนหนึ่งของกระแสการประกาศความสำเร็จด้านแบตเตอรี่แบบ Solid-state ที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จากบริษัทแบตเตอรี่และสถาบันวิจัยต่าง ๆ ในประเทศจีน
บริษัท Ganfeng Lithium เผยว่า แบตเตอรี่ Solid-state ขนาด 400 Wh/kg ของบริษัทได้ผ่านการทดสอบเกิน 1,100 รอบ และเสร็จสิ้นขั้นตอนการตรวจสอบทางวิศวกรรมแล้ว ขณะที่ผลิตภัณฑ์ขนาด 10 Ah ในระดับ 500 Wh/kg ได้เข้าสู่กระบวนการผลิตขนาดเล็กแล้ว
เมื่อช่วงต้นเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา Pure Lithium ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพของจีน กล่าวว่า แบตเตอรี่ Solid-state ของบริษัทยังคงทำงานได้ตามปกติแม้จะผ่านการทดสอบโดยการตัดแบ่งครึ่ง โดยปัจจุบันบริษัทมีกำลังการผลิตแตะระดับ 500 MWh ต่อปีแล้ว
นอกจากนี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่สัญชาติจีนหลายรายกำลังตั้งเป้าหมายในการผลิตเพื่อจำหน่ายเชิงพาณิชย์ในช่วงระหว่างปี 2026 ถึง 2027 โดยบริษัท CATL เคยเปิดเผยถึงการทดลองผลิตเซลล์แบตเตอรี่ Solid-state ขนาด 500 Wh/kg ในขณะที่บริษัทอย่าง Sunwoda และ Farasis Energy ก็ได้ประกาศเป้าหมายในการพัฒนาที่ระดับ 400–500 Wh/kg เช่นกัน
ตลาดแบตเตอรี่แบบ LFP ยังคงเป็นผู้นำหลัก
ข้อมูลจาก China EV DataTracker ระบุว่า แม้การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่ Solid-state จะดำเนินไปอย่างรวดเร็ว แต่ตลาดแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในจีนก็ยังคงถูกครอบงำด้วยแบตเตอรี่ประเภท LFP เป็นหลัก
CATL ยังคงเป็นผู้จัดจำหน่ายรายใหญ่ที่สุดในตลาดแบตเตอรี่ LFP ของจีน ด้วยยอดการติดตั้ง 19.53 GWh ในช่วงรายงานล่าสุด คิดเป็นส่วนแบ่งการตลาด 38.9% ตามมาด้วย BYD ในอันดับที่สองด้วยยอดติดตั้ง 10.49 GWh และส่วนแบ่งตลาด 20.9%
Gotion High-tech มียอดการติดตั้ง 4.03 GWh คิดเป็นส่วนแบ่ง 8.0%, ตามด้วย CALB อยู่ที่ 3.32 GWh และ Eve Energy อยู่ที่ 3.02 GWh ด้าน Rept Battero Energy มียอดติดตั้งถึง 2.14 GWh ขณะที่ Zenergy ทำได้ 1.91 GWh และ Energee อยู่ที่ 1.83 GWh
Sunwoda รายงานยอดการติดตั้งแบตเตอรี่ LFP ที่ 1.47 GWh คิดเป็นส่วนแบ่งการตลาด 2.9% ในขณะที่บริษัทยังคงเดินหน้าพัฒนาแบตเตอรี่แบบ Solid-state ควบคู่กันไป และปิดท้ายอันดับ 10 ด้วย Yinpai Battery ที่มียอดติดตั้ง 0.9 GWh
ผู้ผลิตขนาดกลางหลายรายมีการเติบโตเมื่อเทียบกับปีที่ผ่านมาอย่างแข็งแกร่ง โดย Rept Battero Energy มียอดการติดตั้งเพิ่มขึ้น 45.6% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า (YoY), Zenergy เติบโตขึ้น 57.9% และ Yinpai Battery เติบโตขึ้นมากกว่าสองเท่าตัวที่ 109.3% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า
ที่มา carnewschina
