แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคืออะไร? ทำไมฮิตในรถยนต์ไฟฟ้า?
เทรนด์รถยนต์ไฟฟ้ากำลังมาแรง เพราะเป็นนวัตกรรมที่ช่วยประหยัดพลังงาน ซึ่งส่วนใหญ่ก็มักใช้แบตเตอรี่ลิเทียมไออนเป็นแหล่งพลังงาน แล้วลิเทียมไอออนมันดีขนาดนั้นเลยหรือ? วันนี้เราจะพาไปหาคำตอบกัน
ะที่เทรนด์รถยนต์ไฟฟ้ากำลังมาแรงมากๆ ในปี 2020 นี้ ซึ่งแน่นอนว่าในส่วนของเครื่องยนต์นั้นคงไม่ใช่เครื่องยนต์ที่ต้องใช้น้ำมันเป็นแน่ ซึ่งสิ่งที่นำมาแทนเครื่องยนต์เหล่านั้นก็คือแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ซึ่งเป็นตัวชูโรงเหนือธาตุอื่นๆ ด้วยสรรพคุณที่เรียกได้ว่า สารพัดประโยชน์ และใช้งานได้อย่างหลากหลาย ซึ่งหลายคนอาจไม่รู้มาก่อนว่า แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนนั้นถูกใช้งานด้านอื่นๆ มานานแล้ว ก่อนจะที่นำมาใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งเจ้าลิเทียมไอออนตัวนี้มีดีอย่างไรบ้าง วันนี้เราจะพาไปหาคำตอบกัน
กุญแจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า คือแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคืออะไร
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคืออะไร
แบตเตอรี่ชนิดลิเทียมไอออนเป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ทำให้อุปกรณ์ที่เคยมีขนาดใหญ่ เทอะทะ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา พกพาสะดวก ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาวงการรถยนต์ไฟฟ้าอย่างมาก ไม่ว่าจะรถยนต์ไฮบริด รถยนต์ปลั๊กอินไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้า และยังมีความพยายามนำแบตเตอรี่ชนิดนี้ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ด้านอวกาศ ด้านการทหาร ด้านการไฟฟ้าและสาธารณูปโภค
Sony Walkman ผลิตภัณฑ์แรกที่ใช้แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน
ย้อนไปเมื่อปี 1780 นักวิทยาศาสตร์ 2 ท่าน Galvani และ Volta เกิดความฉงนเกี่ยวกับกระแสไฟในขากบ ว่าทำไมขาถึงกระตุกได้ จึงได้ทำการทดลองและวิจัยจนพบว่าการออกซิเดชั่นของโลหะ จะทำให้มีการส่ง อิเลคตรอน ระหว่างโลหะต่างกัน 2 ชนิด ซึ่งสมัยนั้นคือ สังกะสี และ ทองแดง และนี่เองที่เป็นจุดกำเนิดของแบตเตอรี่ จนในปี 1980 John B Goodenough นักฟิสิกส์ ได้คิดค้น Lithium-cobolt-oxide สำหรับแบตเตอรี่แบบพกพาที่มีจุดเด่นในการชาร์จประจุได้ แทนที่จะใช้เป็นโลหะลิเทียม ซึ่งชาร์จไม่ได้ และในปีต่อมา Sony Walkman ก็เป็นผลิตภัณฑ์แรกที่ใช้แบตเตอรี่ ลิเทียมไอออนเป็นพลังงาน
Galvani และ Volta ผู้ริเริ่มค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับกระแสไฟในขากบ จนเป็นที่มาของแบตเตอรี่
John B Goodenough นักฟิสิกส์ ได้คิดค้น Lithium-cobolt-oxide สำหรับแบตเตอรี่แบบพกพาที่มีจุดเด่นในการชาร์จประจุได้
Sony Walkman ผลิตภัณฑ์ชิ้นแรกบนโลกที่ใช้แบตเตอรี่ ลิเทียมไอออนเป็นพลังงาน
สาเหตุที่แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนเหมาะสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนยังคงถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องให้มีขนาดเล็กลง และให้พลังงานที่มากขึ้น และเหมาะที่จะใช้งานกับรถยนต์ไฟฟ้าด้วยเหตุผลดังนี้
1. น้ำหนักเบา: ธาตุลิเทียมเป็นธาตุที่มีน้ำหนักเบาที่สุดในโลก เมื่อนำมาทำเป็นแบตเตอรี่ก็ย่อมมีน้ำหนักเบาตามไปด้วย และเมื่อนำมาใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า ก็ทำให้ใช้พลังงานน้อยลงเพราะน้ำหนักเบา ไม่ต้องใช้พลังงานในการขับเคลื่อนมาก จึงส่งผลให้ประหยัดพลังงานไปในตัว
2. มีอายุการใช้งานยาวนาน: แบตเตอรี่ ลิเทียมไอออนมีประจุไฟฟ้าที่สูงกว่า และเก็บประจุไฟฟ้าได้นาน (Low Discharge) กว่าแบตเตอรี่เจเนอเรชั่นอื่น ๆ ชาร์จไฟได้สูง จึงทำให้มีรอบการใช้งานที่นานขึ้น ไม่ต้องชาร์จใหม่บ่อยๆ ซึ่งหากเป็นเช่นนั้นคงทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีข้อเสียมากมายจนไม่น่าใช้ไปเลย เพราะต้องชาร์จอยู่บ่อยครั้ง
3. ให้พลังงานสูง, คงที่ และชาร์จได้เร็ว: แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น ๆ จึงทำให้แบตเตอรี่ชนิดนี้เป็นต้นกำเนิดของขุมพลังงานที่มีความเสถียรภาพที่สุดไปโดยปริยาย
4. เป็นเซลล์แห้ง : เซลล์แห้ง คือแบตเตอรี่ที่ของเหลว กรด หรือตะกั่วอยู่ภายใน ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้เข้ากับคอนเซ้ปต์รถยนตืไฟฟ้าที่เน้นการประหยัดพลังงาน และเน้นความปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนยังคงถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องให้มีขนาดเล็กลง และให้พลังงานที่มากขึ้น และเหมาะที่จะใช้งานกับรถยนต์ไฟฟ้า
นาทีนี้เรียกได้ว่า แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนนั้นทรงประสิทธิภาพที่สุดในการนำมาใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า เพราะมีน้ำหนักเบา ใช้พลังงานน้อย ช่วยประหยัดพลังงาน และเข้าคอนเซ็ปต์รักษ์โลกสุดๆ แต่ในอนาคตก็ยังมีแน่ว่า อาจมีการค้นพบธาตุตัวใหม่ที่เบากว่าลิเทียม และนำมาใช้เป็นแบตเตอรี่ได้ดีกว่าก็ได้ และตัวลิเทียมเองนั้นก็เป็นทรัพยากรที่มีอยู่จำกัดไม่ต่างจากน้ำมัน ก็ไม่แน่อีกเช่นกันว่าหากโลกของเราพัฒนาไปถึงจุดที่คนใช้รถยนต์ไฟฟ้ากันทั่วโลก จนธาตุลิเทียมเริ่มร่อยหรอลง เมื่อนั้นก็อาจต้องกลับมาใช้น้ำมันก็เดิมก็เป็นได้ ซึ่งนั่นเป็นเรื่องของอนาคตที่ต้องติดตามกันไปนานๆ
รถยนต์ไฟฟ้าที่กำลังมาแรงในปัจจุบัน
อ่านเพิ่มเติม:
