ในช่วงทศวรรษที่ 1970 เริ่มมีแบตเตอรี่ปฐมภูมิ (แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถประจุไฟใหม่ได้) ชนิดที่มีโลหะ ลิเทียมเป็นวัสดุขั้ววางจำหน่าย และได้มีการพัฒนาวัสดุอย่างต่อเนื่องจนได้แบตเตอรี่ทุติยภูมิที่มีโลหะลิเทียม เป็นขั้ว อย่างไรก็ตาม ในช่วงแรกๆ แบตเตอรี่เหล่านี้มักให้เกิดการ ลัดวงจรจากภายในได้จึงไม่ปลอดภัย ทำให้มีการพัฒนาวัสดุขั้วที่มีความปลอดภัยสูงขึ้น จนได้สารประกอบ จำพวกลิเทียมเมทัลออกไซด์ (lithium metal oxide) เป็นวัสดุขั้วในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนดังที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนพัฒนามาตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษที่ 1980 โดยบริษัท Asahi Chemicals และได้ วางตลาดในปี 1991 โดยบริษัท Sony ซึ่งแบตเตอรี่รุ่นแรกนี้ได้ใช้ในโทรศัพท์มือถือของ Kyocera จุดเด่นของ แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคือความจุพลังงานและกำลังไฟฟ้าที่สูงกว่าแบตเตอรี่ตระกูลนิกเกิลและกรดตะกั่ว นอกจากนี้ ยังมีค่าศักย์ไฟฟ้าสูง มีอัตราการสูญเสียประจุระหว่างไม่ใช้งาน (self-discharge rate) ที่ต่ำและไม่มีปรากฏการณ์ ความจำ (Memory Effect) และมีความปลอดภัยสูงกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้โลหะลิเทียมเป็นขั้ว
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่มีใช้ในปัจจุบันมี 6 ประเภทหลัก โดยทั่วไปจะแบ่งตามวัสดุที่ใช้ทำขั้วบวก ส่วน ขั้วลบทำจากแกรไฟต์เป็นหลัก แต่จะมีประเภท LTO (Lithium Titanate) ที่แตกต่างออกไปคือ มีขั้วลบเป็น ลิเทียมไททาเนต ทั้งนี้ เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกัน จึงเหมาะสมต่อ การใช้งานที่แตกต่างกันไปด้วย
1. Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2 , LCO) – ใช้ในโทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิตอล
2. Lithium Manganese Oxide (LiMn2 O 4 ,LMO) - เครื่องมือไฟฟ้า (Power tools) อุปกรณ์การแพทย์
3. Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (Li(Ni,Mn,Co)O2 , NMC,NCM) - จักรยานไฟฟ้า อุปกรณ์การแพทย์ ระบบส่งกำลังในยานพาหนะไฟฟ้า ระบบสำรองไฟฟ้า
4. Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (Li(Ni,Co,Al)O2 , NCA) - อุปกรณ์การแพทย์ ระบบส่งกำลังใน ยานพาหนะไฟฟ้า (เช่นที่พบใน Tesla Model S)
5. Lithium Iron Phosphate (LiFePO4 ,LFP) – ระบบส่งกำลังในยานพาหนะไฟฟ้า หรือแทนแบตเตอรี่กรดตะกั่วใน รถยนต์ (Start-Lighting-Ignition battery) ระบบที่ต้องการกระแส และความทนทานสูง
6. Lithium Titanate (Li4 Ti 5 O 12,LTO) – ระบบสำรองไฟฟ้า ระบบส่งกำลังใน ยานพาหนะไฟฟ้า (Honda Fit EV)
ซึ่งในคลิปนี้ เราจะมาพูดถึง แบตเตอรี่ที่นิยมนำมาติดตั้งในรถยนต์ไฟฟ้า 100% กัน นั่นก็คือ แบตเตอรี่ชนิด NMC,LFP ซึ่งหลายท่านมีความสงสัยว่า แบตเตอรี่ทั้งสองชนิดนี้ มีข้อดี ข้อด้อยต่างกันอย่างไร แล้วรถเราที่เป็นอีกชนิดนึง มันจะ OK หรือไม่ ถึงขั้นจิตตกกันเลยทีเดียว
การเก็บรักษาแบตเตอรี่
การที่แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีอุณหภูมิภายในที่สูงจะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพเร็ว ดังนั้น จึงไม่ควรเก็บ และใช้งานแบตเตอรี่ในที่ที่มีอุณหภูมิสูง และไม่ควรให้อยู่ในสถานะที่อัดประจุจนเต็มหรือเกือบเต็มตลอดเวลา (state of charge) ก็เป็นการเร่งการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ด้วยเช่นกัน
การใช้งานแบตเตอรี่
การใช้งานแบตเตอรี่อย่างหนัก ก็ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมอายุได้ไวขึ้น เช่นกัน นอกจากนี้ ระดับการคายประจุ (Depth of Discharge; DoD) ก็มีผลต่อจำนวนรอบการใช้งานด้วย หาก ใช้งานแบตเตอรี่ (คายประจุ) ไปเล็กน้อย เช่น จากเต็ม 100% เหลือ 90% (เรียกว่า 10% DoD) แล้วอัดประจุ กลับเข้าไปใหม่ และทำเช่นนี้เป็นประจำ จะพบว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีอายุการใช้งานที่ยืนยาวกว่าแบตเตอรี่ ที่ใช้งานแบบคายประจุจนหมด (เรียกว่า 100% DoD) แล้วจึงอัดประจุใหม่
เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่ลดลงช้าของ LFP เมื่อเปรียบเทียบ LFP กับลิเธียมเคมีชนิดอื่น ๆ เมื่อเก็บไว้ในสถานะที่ชาร์จเต็ม สิ่งนี้ทำให้ LFP เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานสแตนบาย
อัตราการคายประจุที่สูงขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเร่งความเร็ว น้ำหนักที่ลดลงและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นทำให้แบตเตอรี่ชนิดนี้เหมาะสำหรับจักรยานและรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ 12V LiFePO4 ยังได้รับความนิยมในฐานะแบตเตอรี่ก้อนที่สองสำหรับคาราวานรถยนต์หรือเรือ
การชาร์จของ LFP
แบตเตอรี่ LiFePO4 จะถูกต่ออนุกรมและจัดให้สมดุลระหว่างกระบวนการชาร์จ สามารถยอมให้ความแตกต่างระหว่างเซลล์สำหรับทั้งแรง ดันและความจุของแบตเตอร์รี่ไม่เกิน 10%
ชุดป้องกันแบตเตอร์รี่และวงจรมีราคาไม่แพง อาจใช้แหล่งจ่ายไฟแบบทั่วไปเพื่อชาร์จแบตเตอร์รี่ LiFePO4 แทนที่จะเป็นชาร์จเจอร์แบบ Li-ion ได้ด้วย
อายุการชาร์จถึง 2000 ครั้ง
แบตเตอรี่ NMC แบตเตอรี่ลิเธียม-แมงกานีส-โคบอลท์-ออกไซต์
ถูกสร้างขึ้นเมื่อปี 2009 แบตเตอรี่ลิเธียมแบบ NMC ถูกใช้มากในอุปกรณ์ไฟฟ้า และมีความหนาแน่นของพลังงานสูง น้ำหนักเบา
จุดด้อยของแบตเตอรี่แบบ NMC เมื่อเกิดรูรั่วหรือการรั่วไหลที่เซลล์ของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่แบบ NMC จะอยู่ในสถานะไม่เสถียร มีราคาที่ค่อนข้างสูง
เป็นกำลังใจให้ช่อง Captain DIY / Buy Me a Coffee : https://ko-fi.com/captaindiy
ฝากกดติดตามด้วยครับhttps://www.youtube.com/channel/UCL83yZRoeoDwYgFeysIaodQ?sub_confirmation=1
Link สำหรับเข้ากลุ่ม พลังงานสะอาด เพื่ออนาคต : https://www.facebook.com/groups/229210145584059/