องค์ประกอบและคุณลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีเคมี LCO:

ลิเธียม-โคบอลต์-ออกไซด์ (LiCoO 2 )

แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีเคมี LCO เป็นแบตเตอรี่ล่าสุดที่ใช้เป็นหลัก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และ แอปพลิเคชันมือถือและประกอบด้วยแคโทดโคบอลต์ออกไซด์ (อิเล็กโทรดบวก) และแอโนดคาร์บอนกราไฟต์ (อิเล็กโทรดลบ)

ข้อดีของคุณสมบัติทางเคมีนี้คือมีพลังงานจำเพาะสูงและเหมาะสำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็กขนาดกลางที่สามารถทำงานได้ดี จึงสามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็ว

จริงๆ แล้วแบตเตอรี่ LCO ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสมาร์ทโฟน กล้องดิจิทัล และแล็ปท็อปแบบพกพา

ในทางกลับกัน การใช้งานส่วนใหญ่จะจำกัดเฉพาะแอพพลิเคชั่นที่มีขนาดไม่ใหญ่เกินไป ข้อ จำกัด ด้านความปลอดภัย. พวกเขายังนำเสนอกระแสไฟที่ค่อนข้างต่ำและสิ่งนี้สามารถนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปได้อย่างรวดเร็วภายใต้โหลดสูง 

นอกจากนี้ยังมีโคบอลต์ในสัดส่วนที่สูง ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีราคาแพงซึ่งยากต่อการค้นหาและเกี่ยวข้องกับปัญหาด้านจริยธรรมที่สำคัญในการสกัด และนี่คือเหตุผลว่าทำไมผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นจึงพยายามทำโดยไม่ใช้โคบอลต์หรือจำกัดการใช้โคบอลต์ให้ได้มากที่สุด .

องค์ประกอบและคุณลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้เคมี LFP:

ลิเธียม – เหล็ก – ฟอสเฟต (LiFePO4)

เคมี LFP ตอบสนองความต้องการเฉพาะของภาคอุตสาหกรรมได้ดีที่สุด โดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานเฉพาะมากเกินไป แต่ในกรณีที่ต้องการความปลอดภัยสูงและวงจรชีวิตที่ยาวนาน เรากำลังพูดถึงโลกที่กว้างมาก ตั้งแต่ระบบอัตโนมัติ หุ่นยนต์ ลอจิสติกส์ การก่อสร้าง การเกษตร การพายเรือ ยานยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงยานพาหนะสำหรับสนามบิน กระเช้าลอยฟ้า และยานพาหนะพิเศษ ในความเป็นจริง แบตเตอรี่ที่มีเคมี LFP นั้นปลอดภัยและเสถียรที่สุดในตลาดปัจจุบัน และมีจำหน่ายในรูปแบบความจุขนาดใหญ่ตามที่ระบบอุตสาหกรรมกำหนด โดยไม่ต้องเชื่อมต่อหลายตัว เซลล์ขนาดเล็กแบบขนานซึ่งจะทำให้เสถียรภาพของพวกเขาลดลงและประนีประนอมกับ ความปลอดภัยของยานพาหนะ. วงจรชีวิตในแบตเตอรี่ที่มี LFP เคมีในปัจจุบันเกิน 3,500 รอบ และหากติดตั้งระบบ BMS ที่ดี ก็สามารถเกินได้อย่างง่ายดาย 4,000และในอนาคตยิ่งกว่านี้ 6,000 รอบ อาจจะคาดหวังแต่เราต้องระมัดระวัง เมื่อพูดถึง "วงจรชีวิต" เราต้องไม่คิดว่าหลังจาก 3,500 รอบแล้วแบตเตอรี่ก็หมดเกลี้ยง ในความเป็นจริง, สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแบตเตอรี่ในรถยนต์ที่หมดอายุการใช้งานจะถือว่ามีความจุเหลืออยู่ 80% เสมอ แต่จะยังคงมีความเป็นไปได้อีกมากสำหรับการใช้งานในด้านอื่นๆ เช่น การเก็บพลังงาน ข้อดีอีกประการของเคมี LFP นอกจากความปลอดภัยโดยธรรมชาติและวงจรชีวิตที่สูงแล้ว คือมีเส้นโค้งการคายประจุแบบเรียบ ในภาพด้านล่าง เส้นโค้งมีแนวโน้มสูงขึ้น นี่คือเส้นโค้งการชาร์จที่เรียกว่าในขณะที่เส้นโค้งจากมากไปน้อยหมายถึงแรงดันแบตเตอรี่ระหว่างการคายประจุ ช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 100 % ถึง 0 % จึงใกล้เคียงกันมาก และนี่คือข้อเท็จจริงพื้นฐาน เนื่องจากช่วยให้เครื่องจักรและยานยนต์อุตสาหกรรมรับประกันประสิทธิภาพเดียวกันตั้งแต่ต้นจนจบการจ่ายไฟ

องค์ประกอบและคุณลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีเคมี NMC:

นิกเกิล – แมงกานีส – โคบอลต์ (LiNixMnyCozO2)

จนถึงปัจจุบัน แบตเตอรี่ที่มีเคมี NMC ยังคงเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้บ่อยที่สุดในภาคส่วนยานยนต์

ด้วยคุณสมบัติทางเคมีนี้มีพลังงานจำเพาะสูงมากถึง 220 – 240 วัตต์/กก สามารถทำได้. นี่เป็นข้อได้เปรียบในการแข่งขันที่ชัดเจนสำหรับรถยนต์ เนื่องจากช่วยให้สามารถจัดเก็บพลังงานจำนวนมากด้วยน้ำหนักและปริมาตรที่ต่ำ 

ทำให้ติดตั้งพลังงานในรถยนต์ได้มากกว่าเทคโนโลยีลิเธียมอื่นๆ

เคมี NMC มีหลายประเภท:

NMC111 (นิเกิล 33.3% – แมงกานีส 33.3% – โคบอลต์ 33.3%)

NMC622 (นิเกิล 60% – แมงกานีส 20% – โคบอลต์ 20%)

NMC811 (นิเกิล 80% – แมงกานีส 10% – โคบอลต์ 10%)

องค์ประกอบและคุณลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมกับเคมี LTO

ลิเธียมไททาเนต (Li4Ti5O12)

เป็นเคมีที่ยังไม่ค่อยมีใครพูดถึง แต่ดูเหมือนว่าจะมีแนวโน้มที่ดีในแง่ของวงจรชีวิต เนื่องจากแรงดันภายในที่ต่ำและการขาดความเค้นเชิงกลทำให้ย่อยสลายได้น้อยมาก เข้าถึง 15,000 ถึง 20,000 รอบได้อย่างง่ายดาย ข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าของรถยนต์และยานพาหนะที่มีการใช้งานหนักมาก แต่ในปัจจุบันก็ยังมีปัญหาบางอย่างที่จำกัดการใช้งานและการแพร่กระจาย

จุดอ่อนของมันคือ 2:

ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (177Wh/l) และความหนาแน่นของกราวิเมตริก (60-70 Wh/Kg) รวมทั้งแรงดันไฟฟ้าระบุที่ต่ำกว่าคือ 2.4 V หรือ 2.8 V: หมายความว่าจะต้องมีเซลล์จำนวนมากขึ้นในอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันแบตเตอรี่ที่ต้องการ .

ต้นทุนที่สูงมากในปัจจุบันซึ่งสะท้อนให้เห็นจากจำนวนผู้ผลิตเซลล์ LTO ทั่วโลกที่มีจำนวนน้อย ซึ่งอาจเป็นเพราะปริมาณที่ตลาดต้องการในปริมาณที่ต่ำในปัจจุบัน

ข้อดีของมัน ในทางกลับกัน ไม่เพียงรวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน แต่ยังรวมถึงช่วงอุณหภูมิที่กว้าง และความไวที่ยอดเยี่ยมต่อการชาร์จและการคายประจุพลังงานสูง เช่น อัตรา C สูง (อัตราส่วนของกระแสต่อความจุที่กำหนด)

การใช้เทคโนโลยี LTO ในอุดมคติคือการใช้งานหนัก เช่น AGV (รถนำทางอัตโนมัติ): ลองจินตนาการถึงกลุ่มรถยกที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองซึ่งทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ซึ่งใช้ประโยชน์จากการชาร์จอย่างรวดเร็วเพื่อลดเวลาหยุดทำงานและส่งผลให้โรงงานมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น

แบตเตอรี่ LFP และ LTO สำหรับภาคอุตสาหกรรม

ในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม หรือแม้แต่การผลิตไฟฟ้าของยานพาหนะพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นการใช้งานแบบรอบสูงที่สร้างความเครียดให้กับแบตเตอรี่ ควรใช้สารเคมี เช่น LFP และ LTO ซึ่งอายุการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยคือสิ่งสำคัญที่สุด ข้อกำหนดที่สำคัญที่สุด

ในโลกอุตสาหกรรม ดังนั้น ประเด็นเรื่องพื้นที่จึงไม่ใช่ข้อจำกัด เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีสมรรถนะหรือความหนาแน่นของพลังงานที่มากเกินไป เมื่อประเมินการเลือกสารเคมีที่เหมาะสม ปัจจัยด้านความปลอดภัยจึงมีความสำคัญมากขึ้น ซึ่งเป็นแง่มุมที่คนส่วนน้อยต้องการและสามารถประนีประนอมได้

จะดีกว่าหากมีแบตเตอรี่ที่หนาขึ้นเล็กน้อยแต่ให้ความปลอดภัยสูงสุดและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก มียานพาหนะ เช่น LGV และ AGV ที่ต้องใช้อย่างเข้มข้นและทำงานตลอดเวลาตลอดเวลา ส่งผลให้แบตเตอรี่ของพวกเขาสามารถชาร์จได้ 3 หรือ 4 รอบในหนึ่งวัน เคมี LFP จะสนับสนุนพวกเขาอย่างง่ายดายด้วยรอบการชาร์จมากกว่า 4,000 รอบ หากจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่สำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบอยู่กับที่ ความหนาแน่นของพลังงานก็แทบไม่มีความหมายอะไรเลย และในทางกลับกัน ค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่และวงจรชีวิตจะเป็นองค์ประกอบเบื้องหลังการเลือกใช้สารเคมี เคมีของ LFP จะเข้ามาแทนที่