แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอยู่เกือบทุกที่ ใช้ในแอปพลิเคชันตั้งแต่โทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อปไปจนถึงรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในการใช้งานขนาดใหญ่ เช่น เครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) และระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่แบบอยู่กับที่ (BESS)
แบตเตอรี่คืออุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไปซึ่งมีการเชื่อมต่อภายนอกเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่อแบตเตอรี่จ่ายพลังงานไฟฟ้า ขั้วบวกของแบตเตอรี่คือแคโทด และขั้วลบของแบตเตอรี่คือขั้วบวก ขั้วที่ทำเครื่องหมายเป็นลบคือแหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนที่จะไหลผ่านวงจรไฟฟ้าภายนอกไปยังขั้วบวก
เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับโหลดไฟฟ้าภายนอก ปฏิกิริยารีดอกซ์ (รีดอกซ์-ออกซิเดชัน) จะแปลงสารตั้งต้นที่มีพลังงานสูงให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีพลังงานต่ำ และความแตกต่างของพลังงานอิสระจะถูกส่งไปยังวงจรภายนอกเป็นพลังงานไฟฟ้า ในอดีตคำว่า "แบตเตอรี่" หมายถึงอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์โดยเฉพาะ อย่างไรก็ตามการใช้งานได้พัฒนาไปสู่อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์เดียว
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานอย่างไร?
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่มีการออกแบบที่คล้ายกัน ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดบวกของโลหะออกไซด์ (แคโทด) ที่เคลือบบนตัวสะสมกระแสอะลูมิเนียม อิเล็กโทรดลบ (แอโนด) ที่ทำจากคาร์บอน/กราไฟต์เคลือบบนตัวสะสมกระแสทองแดง ตัวแยกและอิเล็กโทรไลต์ที่ทำจาก เกลือลิเธียมในตัวทำละลายอินทรีย์
ในขณะที่แบตเตอรี่คายประจุและจ่ายกระแสไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์จะส่งลิเธียมไอออนที่มีประจุบวกจากขั้วบวกไปยังแคโทด และในทางกลับกันผ่านตัวแยก การเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนจะสร้างอิเล็กตรอนอิสระในขั้วบวกซึ่งสร้างประจุที่ตัวสะสมกระแสบวก จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลจากตัวสะสมกระแสไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ที่กำลังจ่ายไฟ (โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ ฯลฯ) ไปยังตัวสะสมกระแสไฟฟ้าที่เป็นลบ ตัวคั่นจะปิดกั้นการไหลของอิเล็กตรอนภายในแบตเตอรี่
ในระหว่างการชาร์จ แหล่งพลังงานไฟฟ้าภายนอก (วงจรการชาร์จ) จะส่งแรงดันไฟฟ้าเกิน (แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแบตเตอรี่ที่ผลิตได้ และมีขั้วเดียวกัน) บังคับให้กระแสไฟชาร์จไหลภายในแบตเตอรี่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ คือในทิศทางตรงกันข้ามของกระแสคายประจุภายใต้สภาวะปกติ จากนั้นลิเธียมไอออนจะย้ายจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ซึ่งไอออนเหล่านั้นจะฝังอยู่ในวัสดุอิเล็กโทรดที่มีรูพรุนในกระบวนการที่เรียกว่าอินเตอร์คาเลชัน
เวลาโพสต์: 26 มิ.ย. 2022