CATL ระบุว่า อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า พร้อมระยะที่มากขึ้น เมื่อเทียบรุ่นก่อนหน้า

การค้นพบครั้งสำคัญของ CATL: ก้าวไปอีกขั้นกับแบตเตอรี่ลิเธียมโลหะ

เมื่อวันที่ 28 พฤษภาคมที่ผ่านมา ทีมวิจัยของ Ouyang Chuying และ Wang Hansen จากห้องปฏิบัติการนวัตกรรม 21C ของ CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยแบตเตอรี่ลิเธียมโลหะในวารสารระดับโลกอย่าง Nature Nanotechnology (หนึ่งใน 5 วารสารย่อยหลักของ Nature และเป็นวารสารชั้นนำที่มีอิทธิพลมากที่สุดในด้านวัสดุศาสตร์นาโน)

งานวิจัยชิ้นนี้ได้วิเคราะห์กลไกความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมโลหะภายใต้สภาวะการออกแบบผลิตภัณฑ์จริง และเสนอหลักการออกแบบอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เพื่อให้ได้แบตเตอรี่ลิเธียมโลหะที่มีทั้งความหนาแน่นพลังงานสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

เปิดเผยกลไกความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมโลหะ

ทีมวิจัยของ CATL ได้ใช้เทคนิคการติดตามแบบไดนามิกที่พัฒนาขึ้นเองเพื่อวัดปริมาณกลไกความล้มเหลวของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นการเปิดเผยเส้นทางการบริโภคหลักที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมโลหะเสื่อมสภาพเป็นครั้งแรก ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า เกลืออิเล็กโทรไลต์ถูกใช้ไปมากถึง 71% ระหว่างการชาร์จและคายประจุ ซึ่งสูงกว่าที่นักวิชาการคาดการณ์ไว้มาก

จากการค้นพบนี้ ทีมงานได้นำสารเจือจางที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำมาปรับปรุงสูตรอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากรุ่นก่อนหน้าถึง 483 รอบ นอกจากนี้ ตรรกะการออกแบบอิเล็กโทรไลต์เดียวกันนี้ยังสามารถช่วยให้แบตเตอรี่มีความหนาแน่นพลังงานเกิน 500Wh/kg ซึ่งจะทำให้เครื่องบินไฟฟ้าและการขับขี่ด้วยรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทางเกินพันกิโลเมตรกลายเป็นความจริงได้

การเปลี่ยน “กล่องดำ” ให้เป็น “กล่องขาว”

ยิ่งไปกว่านั้น เทคนิคการติดตามแบบไดนามิกที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นมาเองยังช่วยให้การวิวัฒนาการของลิเธียมแอคทีฟและส่วนประกอบต่างๆ ของอิเล็กโทรไลต์ตลอดวงจรชีวิตของแบตเตอรี่เปลี่ยนจาก “กล่องดำ” (ไม่รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นภายใน) ไปสู่ “กล่องขาว” (เข้าใจกระบวนการภายในอย่างชัดเจน) ซึ่งเป็นการเปิดมุมมองใหม่ให้กับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม

Ouyang Chuying ซึ่งเป็นประธานร่วมของระบบวิจัยและพัฒนาของ CATL และผู้อำนวยการสถาบันวิจัย 21C กล่าวว่า “ด้วยการวิเคราะห์เชิงปริมาณของเส้นทางปฏิกิริยาของอินเทอร์เฟซ เราได้กำหนดลำดับความสำคัญของการออกแบบอิเล็กโทรไลต์ใหม่ และแปลงผลลัพธ์นี้ให้เป็นโซลูชันทางเทคนิคที่สามารถนำไปใช้งานในเชิงพาณิชย์ได้ในวงกว้าง นี่เป็นโอกาสอันล้ำค่าในการเชื่อมช่องว่างระหว่างการวิจัยทางวิชาการกับการประยุกต์ใช้แบตเตอรี่ในเชิงพาณิชย์”