ຈະສາມາດໃຊ້ຖ່ານໄຟຊິງແອັກເຊຍແທນຖ່ານໄຟລິເທີຍມບໍ?

ນໍາສະເຫນີ

ແບດເຕີຣີ້ລິທຽມ-ໄອໂອນ (Li-ion) ຍັງຄົງເປັນເຕັກໂນໂລຊີທີ່ນິຍົມໃຊ້ໃນອຸປະກອນພົກພາ ແລະ ລົດໄຟຟ້າ ເນື່ອງຈາກມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ ແລະ ຫໍ່ງສະໜອງທີ່ຜ່ານການພັດທະນາມາດົນ. ໃນຂະນະທີ່ແບດເຕີຣີ້ທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ ແມ່ນມີຄວາມດຶງດູດໃຈຫຼາຍໃນດ້ານຄວາມປອດໄພ, ຕົ້ນທຶນ ແລະ ຄວາມຍືນຍົງ, ແຕ່ກໍຍັງປະເຊີນກັບຂໍ້ຈຳກັດໃນດ້ານຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານ, ອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ການຜະລິດໃນຂະໜາດໃຫຍ່. ວ່າພວກມັນຈະສາມາດແທນທີ່ແບດເຕີຣີ້ລິທຽມໄດ້ຫຼືບໍ່ ຂຶ້ນຢູ່ກັບສະຖານະການໃຊ້ງານເປັນສ່ວນໃຫຍ່: ສຳລັບອຸປະກອນທີ່ຕ້ອງການອາຍຸການໃຊ້ງານແບດເຕີຣີ້ທີ່ຍາວ ແລະ ພະລັງງານສູງ, ແບດເຕີຣີ້ລິທຽມຈະຍັງຄົງມີຂໍ້ດີກວ່າໃນໄລຍະສັ້ນ; ໃນຂະນະທີ່ແບດເຕີຣີ້ສັງກະສີອາດຈະຄ່ອຍໆເຂົ້າສູ່ຕະຫຼາດໃນຂົງເຂດທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການດ້ານຄວາມປອດໄພສູງ, ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ຕົ້ນທຶນ ຫຼື ການເກັບຮັກສາພະລັງງານແບບຖາວອນ.

ແບດເຕີຣີ້ລິທຽມ ແລະ ແບດເຕີຣີ້ສັງກະສີ ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນແນວໃດ?

ວັດສະດຸ ແລະ ຫຼັກການການເຮັດວຽກ

ຖ່ານໄຟລິທິເຍມ ສາມາດກັກເກັບພະລັງງານໄດ້ໂດຍການຂົນສົ່ງໄອອອນລິທິເຍມລະຫວ່າງຂັ້ວບວກ ແລະ ຂັ້ວລົບ, ໃນຂະນະທີ່ຖ່ານໄຟທີ່ໃຊ້ສັງກະສີເປັນອົງປະກອບຫຼັກ ກໍຈະໃຊ້ສັງກະສີເປັນອົງປະກອບຫຼັກ, ລວມທັງຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ໄອອອນ, ຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ອາກາດ ແລະ ຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ແມງການີສ. ໂດຍລວມ, ທີ່ມາຂອງສັງກະສີມີຫຼາຍກວ່າ, ຕົ້ນທຶນຕ່ຳກວ່າ ແລະ ລະບົບມີຄວາມປອດໄພສູງກວ່າ.

ຄວາມໜ່ອງຂອງພະລັງງານ

ຖ່ານໄຟລິທິເຍມ ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ເໝາະສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວ ຫຼື ຂະໜາດນ້ອຍ, ເຊັ່ນ: ໂທລະສັບມືຖື ແລະ ລົດໄຟຟ້າ.
ຖ່ານໄຟທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຕ່ຳກວ່າໂດຍທົ່ວໄປ, ແຕ່ມັນມີຂໍ້ດີໃນການມີຕົ້ນທຶນວັດສະດຸຕ່ຳ ແລະ ທີ່ມາຂອງວັດສະດຸທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ແລະ ກຳລັງຖືກປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

ຄວາມປອດໄພ

ບັນຫາຄວາມປອດໄພຫຼັກຂອງຖ່ານໄຟລິທິເຍມ ແມ່ນການລະບາດຄວາມຮ້ອນ (thermal runaway), ເຊິ່ງສາມາດນຳໄປສູ່ການເກີດໄຟໄໝ້ໃນບາງກໍລະນີທີ່ຮ້າຍແຮງ.
ລະບົບຖ່ານໄຟທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ ມັກໃຊ້ເອເລັກໂທຣໄລທ໌ທີ່ເປັນນ້ຳ, ເຊິ່ງໂດຍທຳມະຊາດແລ້ວມີຄວາມລະເບີດໄຟຕ່ຳກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມປອດໄພດີກວ່າໂດຍທົ່ວໄປ. ແຕ່ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນອາດຈະພົບກັບບັນຫາໃໝ່ໆ ເຊັ່ນ: ການເຕີບໂຕຂອງ dendrite.

ຕົ້ນທຶນ ແລະ ທີ່ມາຂອງວັດສະດຸ

ຊິນກ່າຍລາຄາຖືກກວ່າລິດຽມ ແລະມີຊັບພະຍາກອນຫຼາຍຂຶ້ນ ເຖິງວ່າ ມັນ ອາດ ເບິ່ງ ຄື ວ່າ "ວັດ ຖຸ ລາຄາ ຖືກກວ່າ = ແບັດເຕີຣີ ລາຄາ ຖືກກວ່າ" ແຕ່ ຄ່າ ໃຊ້ ຈ່າຍ ທີ່ ແທ້ ຈິງ ແມ່ນ ພົວພັນ ຢ່າງ ໃກ້ ຊິດ ກັບ ປັດ ໄຈ ເຊັ່ນ: ໄລຍະ ເວລາ ໃຊ້ ງານ, ຄວາມ ສັບສົນ ຂອງ ການ ຜະລິດ ແລະ ຜົນ ຜະລິດ.

ການປຽບທຽບງ່າຍໆຂອງກົນໄກທາງເຄມີ

ແບັດເຕີຣີ Lithium-ion: ອີງໃສ່ ion lithium " intercalating " ພາຍໃນວັດສະດຸ, ປະສົມປະສານກັບວັດສະດຸ cathode ທີ່成熟 ເຊັ່ນ NMC ແລະ LFP, ເພື່ອບັນລຸຄວາມ ຫນາ ແຫນ້ນ ພະລັງງານສູງ.
ແບັດເຕີຣີທີ່ອີງໃສ່ທາດຊັງ: ບາງຢ່າງໃຊ້ການເຄື່ອນໄຫວຂອງ ion zinc, ໃນຂະນະທີ່ຄົນອື່ນອີງໃສ່ການປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນໃນອາກາດ (ແບັດເຕີຣີທາດຊັງ-ອາກາດ). ກົນໄກການປະຕິກິລິຍາຂອງລະບົບທີ່ແຕກຕ່າງກັນແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບແລະສະພາບການທີ່ໃຊ້ໄດ້ແຕກຕ່າງກັນ.

ປະສິດທິພາບຄວາມ ຫນາ ແຫນ້ນ ຂອງພະລັງງານ

ຖ່ານໄຟລິທຽມ-ໄອໂອນ: ຍັງຄົງເປັນ "ເພດານ" ສຳລັບການນຳໃຊ້ສ່ວນຫຼາຍທີ່ຕ້ອງການພະລັງງານສູງ. ຖ່ານໄຟທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ: ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຈະຍັງບໍ່ສູງ, ແຕ່ການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາກໍ່ກຳລັງດຳເນີນໄປຢ່າງວ່ອງໄວ. ຕົວຢ່າງ, ຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ອາກາດ ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ດີໃນທິດສະດີ, ແຕ່ການສາມາດຊາກໄຟຄືນ ແລະ ພະລັງງານອອກຍັງຄົງເປັນອຸປະສັກ.

ການປະຕິບັດງານດ້ານອາຍຸການໃຊ້ງານ

ຖ່ານໄຟລິທຽມ-ໄອໂອນ ມີອາຍຸການຊາກໄຟທີ່ຜ່ານການພັດທະນາມາດີ, ຊຶ່ງແຕກຕ່າງກັນຕັ້ງແຕ່ຮ້ອຍກວ່າເຖິງພັນກວ່າຄັ້ງຂຶ້ນຢູ່ກັບລະບົບຕ່າງໆ.
ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຖ່ານໄຟທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ ຂຶ້ນກັບລະບົບ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີເຊັ່ນ: ການກຳຈັດການເຕີບໂຕຂອງ dendrite; ຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການພັດທະນາ, ແຕ່ກໍ່ສາມາດເຫັນຄວາມກ້າວໜ້າທີ່ສຳຄັນ.

ການປະຕິບັດງານດ້ານພະລັງງານ

ຖ່ານໄຟລິທຽມ-ໄອໂອນ ມີຂໍ້ດີທີ່ຊັດເຈນໃນການປ່ອຍໄຟອັດຕາສູງ ແລະ ການຊາກໄຟໄວ, ເຮັດໃຫ້ເປັນທາງເລືອກທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການປະສິດທິພາບສູງຫຼາຍ.
ຖ່ານໄຟທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີ ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ປະສົບກັບການປະຕິບັດງານທີ່ບໍ່ພຽງພໍໃນການໃຊ້ໄຟຟ້າສູງໃນລະບົບບາງຢ່າງ (ໂດຍเฉพາະຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ອາກາດ), ເຖິງແມ່ນວ່າການປະຕິບັດງານຂອງຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ໄອໂອນ ກໍກຳລັງດີຂຶ້ນ.

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດຖຸດິບ

ຕົ້ນທຶນວັດສະດຸດິບຂອງແປ້ງສັງກະສີມີລາຄາຕ່ຳກວ່າລິເທີຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະ ຫ້ອງການສະໜອງກໍ່ງ່າຍດາຍກວ່າຫຼາຍ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອຄິດໄລ່ "ຕົ້ນທຶນລວມຂອງການໃຊ້ງານແບັດເຕີຣີ້", ປັດໄຈຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ອາຍຸການໃຊ້ງານ, ວິທີການຜະລິດ, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງ ຈະເຮັດໃຫ້ເລື່ອງລາວສັບສົນຂຶ້ນ.

ຄວາມປອດໄພ

ແບັດເຕີຣີ້ລິເທີຍ-ໄອໂອນ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດອຸບັດຕິເຫດດ້ານຄວາມຮ້ອນເມື່ອເກີດບັນຫາ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມປອດໄພເປັນຈຸດສຸມສຳຄັນຂອງອຸດສາຫະກຳຢູ່ສະເໝີ.
ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ແປ້ງສັງກະສີ ມີລັກສະນະທາງດ້ານເຄມີທີ່"ອ່ອນໂຍນ"ກວ່າຕາມທຳມະຊາດ, ໂດຍສະເພາະລະບົບນ້ຳ ທີ່ເກືອບຈະບໍ່ຕິດໄຟໄດ້, ສະນັ້ນຈຶ່ງມີຂໍ້ດີດ້ານຄວາມປອດໄພຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການອອກແບບດ້ານວິສະວະກຳຍັງຄົງມີຄວາມສຳຄັນ.

ຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ

ແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງແປ້ງສັງກະສີອຸດົມສົມບູນ ແລະ ງ່າຍຕໍ່ການນຳກັບມາໃຊ້ໃໝ່, ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມກົດດັນຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມໜ້ອຍກວ່າ; ໃນຂະນະທີ່ການນຳກັບມາໃຊ້ໃໝ່ຂອງແບັດເຕີຣີ້ລິເທີຍ ຕ້ອງໃຊ້ຄວາມພະຍາຍາມຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ກ່ຽວຂ້ອງກັບປັດໄຈດ້ານພູມລະເສດການເມືອງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຊັບພະຍາກອນເຊັ່ນ: ລິເທີຍ ແລະ ໂຄເບິລ.
ແນ່ນອນ, ບໍ່ວ່າຈະເປັນແບັດເຕີຣີ່ປະເພດໃດກໍຕາມ, ຈຳນວນພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໃນຂະບວນການຜະລິດ ແລະ ວິທີການຈັດການແບັດເຕີຣີ່ທີ່ໝົດອາຍຸການໃຊ້ງານ ຈະມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມໂດຍລວມ.

ການພັດທະນາລ້າສຸດໃນແບັດເຕີຣີ່ທີ່ໃຊ້ສັງກະສີ

ແບັດເຕີຣີ່ຊິງ-ອາກາດ

ຂໍ້ດີ: ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທິດສະດີສູງ, ຕົ້ນທຶນຕ່ຳ, ເປັນມິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ; ເໝາະສຳລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ ແລະ ການນຳໃຊ້ອື່ນໆທີ່ຕ້ອງການ "ພະລັງງານສູງ + ພະລັງງານຕ່ຳ".
ຄວາມທ້າທາຍ: ຄວາມສາມາດໃນການໄອ້ວຽນຄືນໃໝ່, ອາຍຸການໃຊ້ງານ, ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງປະຕິກິລິຍາອາກາດ ຍັງຄົງເປັນຄວາມທ້າທາຍດ້ານເຕັກໂນໂລຊີຫຼັກ.

ແບັດເຕີຣີ່ຊິງ-ໄອອອນ (ZIB)

ປັດຈຸບັນເປັນເຕັກໂນໂລຊີທີ່ໃຊ້ຊິງທີ່ມີໂອກາດດີທີ່ສຸດທີ່ຈະຜະລິດໃນຂະໜາດໃຫຍ່: ປອດໄພ, ຄວບຄຸມຕົ້ນທຶນໄດ້, ມີຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ດີຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະ ຄາດວ່າການນຳໃຊ້ໃນອະນາຄົດຈະຂະຫຍາຍຕົວຕໍ່ໄປ.

ແບັດເຕີຣີ່ຊິງ-ແມງການີສ (Zn-MnO₂)

ແບັດເຕີຣີ່ເຫຼົ່ານີ້ມີລາຄາຖືກ ແລະ ປອດໄພ, ແຕ່ຍັງຕ້ອງການການແກ້ໄຂທີ່ສຳຄັນໃນດ້ານອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ.

ຊິງ- ຖ່ານກົ່ວແບດເຕີຣີ້

ມັກໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ສາມາດຖິ້ມໄດ້ ແລະ ມີຕົ້ນທຶນຕ່ຳ, ຕຳແໜ່ງຂອງພວກມັນຄ່ອນຂ້າງຈະແຈ້ງ, ແລະ ພວກມັນຈະບໍ່ສາມາດແທນທີ່ແບດເຕີຣີ້ລິດທຽມທີ່ທັນສະໄໝໄດ້.

ສະຫຼຸບ: ການແຂ່ງຂັນ ຫຼື ການເສີມຂີດຂາດ?

ສຳລັບການນຳໃຊ້ເຊັ່ນ: ໂທລະສັບມືຖື ແລະ ລົດໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການທັງພະລັງງານສູງ ແລະ ຍ່າງໄກ, ແບດເຕີຣີ້ລິດທຽມຈະຍັງຄົງເປັນວິທີແກ້ໄຂທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ສົມບູນທີ່ສຸດໃນອີກບໍ່ກີ່ປີຂ້າງໜ້າ.

ແບດເຕີຣີ້ທີ່ອີງໃສ່ສັງກະສີມີຂໍ້ດີດ້ານຄວາມປອດໄພ, ຕົ້ນທຶນ ແລະ ການຮັກສາຊັບພະຍາກອນ. ຄວາມສາມາດຂອງພວກມັນກຳລັງດີຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ດັ່ງນັ້ນພວກມັນຈະກາຍເປັນທີ່ເດັ່ນຂຶ້ນໃນບາງຂົງເຂດການນຳໃຊ້—ໂດຍສະເພາະການເກັບພະລັງງານຖາວອນ, ການຄວບຄຸມເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ອຸປະກອນທີ່ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບຄວາມປອດໄພ.

ໃນແງ່ຂອງແນວໂນ້ມ, ການ "ແທນທີ່ຖ່ານໄຟລິທຽມຢ່າງສົມບູນ" ບໍ່ແມ່ນເລື່ອງທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນໄລຍະສັ້ນ, ແຕ່ການ "ໃຊ້ຮ່ວມກັນແລະຊ່ວຍເຊີດຊູກັນ" ແມ່ນເສັ້ນທາງການພັດທະນາທີ່ເຫມາະສົມກວ່າ. ຕະຫຼາດໃນອະນາຄົດຈະມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ສູງທີ່ຈະເຫັນລະບົບຫຼາຍຮູບແບບຢູ່ຮ່ວມກັນ, ແຕ່ລະລະບົບນຳເອົາຂໍ້ດີຂອງຕົນມາໃຊ້, ແທນທີ່ຈະໃຫ້ຖ່ານໄຟໃນຮູບແບບໃດຮູບແບບໜຶ່ງ "ຄອບງຳຕະຫຼາດ".

ຄຳອະທິບາຍ: ຖ່ານໄຟສັງກະສີ-ອາກາດ (Zinc-air batteries) ມີຂໍ້ດີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນດ້ານຕົ້ນທຶນ, ຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມຍືນຍົງ, ແຕ່ຂໍ້ຈຳກັດຂອງມັນໃນດ້ານຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ, ຄວາມສາມາດໃນການຊາກ່ອນ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານ ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ສາມາດແທນທີ່ຖ່ານໄຟລິທຽມໄດ້ໃນໄລຍະໃກ້ໆນີ້. ແທນທີ່ຈະເປັນແນວນັ້ນ, ມັນຈະມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເຮັດໜ້າທີ່ຊ່ວຍເສີມຖ່ານໄຟລິທຽມ, ໂດຍສະເພາະໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານແບບຖາວອນ ແລະ ການນຳໃຊ້ທີ່ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບຄວາມປອດໄພ.