แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีบทบาทสำคัญต่อชีวิตของเราและใช้ในทุกๆ ด้าน คุณรู้หรือไม่ว่าแบตลิเธียมไอออนคืออะไร ข้อดีข้อเสียคืออะไร วิธีการใช้แบตลิเธียมไอออนเป็นอย่างไร บทความนี้จะแนะนำความรู้ที่เกี่ยวข้องกับแบตลิเธียมไอออนโดยละเอียด

แบตลิเธียมไอออนคืออะไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion battery) (บทความต่อไปเรียกย่อว่าแบตลิเธียมไอออน) เป็นแบตเตอรี่ประเภทหนึ่งที่ใช้ในการเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้า แบตลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบันเนื่องจากมีความประสิทธิภาพสูง และมีน้ำหนักเบา ซึ่งประกอบด้วย 4 ส่วนคือ ออกไซด์ของโลหะเป็นวัสดุอิขั้วบวก กราไฟต์เป็นวัสดุขั้วลบ ตัวกั้น (Separator) เป็นส่วนประกอบที่ป้องกันไม่ให้ขั้วทั้งสองสัมผัสกัน และอิเล็กโทรไลต์คือเกลือลิเธียม แบตลิเธียมไอออนไม่มีลิเธียมโลหะและเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นอย่างไร

แบตลิเธียมไอออนทำงานโดยใช้หลักการทางไฟฟ้าเคมี ซึ่งหมายความว่าการเกิดกระแสไฟฟ้าเกิดจากกระบวนการเคมีภายในแบตเตอรี่โดยพลังงานที่ประจุไฟฟ้าเข้าไปในแบตเตอรี่จะกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยาเคมีภายใน ทำให้ลิเธียมไอออนไหลออกจากแอโนดไปยังแคโทดผ่านอิเล็กโทรไลต์

จากนั้นลิเธียมไอออนจะเคลื่อนไหวผ่านตัวกั้น (Separator)และเข้าสู่โครงสร้างของวัสดุที่ใช้ทำขั้วแอโนดและแคโทด ปฏิกิริยาเคมีภายในแบตเตอรี่ทำให้วัสดุของขั้วแอโนดและแคโทดเปลี่ยนสภาพไปเป็นสภาวะที่ไม่เสถียร และเมื่อใช้งานหรือคายประจุไฟฟ้าออก ปฏิกิริยาเคมีภายในแบตเตอรี่จะเกิดขึ้นเอง เมื่อลิเธียมไอออนไหลกลับไปที่ตำแหน่งเดิม หมายความว่าแบตเตอรี่หมดแล้ว

ข้อดีของแบตลิเธียมไอออนคืออะไร

มีความหนาแน่นของพลังงานสูง: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสามารถในการเก็บและให้พลังงานไฟฟ้าให้มากขึ้นต่อหนึ่งหน่วยของน้ำหนักเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ เหมาะกับอุปกรณ์และระบบต่างๆ ที่ต้องการพลังงานสูง

● อายุการใช้งานยาวนาน: แบตลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ วงจรชีวิตมากกว่า 2,000 รอบ จึงไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยครั้ง

● น้ำหนักเบาและขนาดเล็ก: แบตลิเธียมไอออนมีน้ำหนักที่เบาและขนาดเล็ก ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่มีขนาดและน้ำหนักที่มีกำหนด เช่น รถจักรยานยนต์ไฟฟ้า

● ไม่มีการแพร่กระจายก๊าซอันตราย: แบตลิเธียมไอออนไม่มีการแพร่กระจายก๊าซอันตรายเมื่อใช้งาน ซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

แบตลิเธียมไอออนทั่วไปมีอะไรบ้าง

แบตลิเธียมไอออนทั่วไปมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟตและแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคสองชนิด มาดูกันว่าแบตสองชนิดนี้มีข้อดีและข้อเสียเป็นอย่างไร

ข้อดีของแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟต

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟตคืออะไร แบตชนิดนี้โดยวัสดุที่ใช้สำหรับทำขั้วบวกของแบตเตอรี่ชนิดนี้ก็คือลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LiFePO4) นั่นเอง ส่วนขั้วลบจะทำมาจากแกรไฟต์ หรือวัสดุอื่น ๆ ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ

● ความปลอดภัย: แบตลิเธียมไอออนฟอสเฟตมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า และปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

● อายุการใช้งานยาวนาน: อายุการใช้งานของแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟตสามารถเข้าถึงได้ถึง 4,000 รอบ

● ทนต่ออุณหภูมิสูง: อุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -20°C-70°C

● ราคา: ถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคืออะไร แบตชนิดนี้โดยทำจากพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยธาตุโลหะที่สำคัญมาก 3 ชนิด ได้แก่ นิกเกิล, โคบอลต์ และ แมงกานีส

● ความจุในการเก็บพลังงานสูง: แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมีความจุในการเก็บพลังงานที่สูงกว่าแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟต ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคือ 300 Wh/kg
ความหนาแน่นพลังงานของแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟตคือ 200 Wh/kg

● ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา พกพาสะดวก

● เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมีความเป็นมิตรต่อสภาพแวดล้อม เนื่องจากไม่ใช้วัสดุอันตราย

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต

ความหนาแน่นของพลังงานสำหรับแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟตนั้นน้อยกว่าของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค หากต้องการเก็บพลังงานเท่าเดิม ปริมาตรและขนาดของแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟตจะใหญ่กว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

● ความปลอดภัย: แบตลิเธียมแบบไตรภาคมีความปลอดภัยที่ต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต

●อายุการใช้งาน: แบตลิเธียมแบบไตรภาคมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าแบตลิเธียมไอออนฟอสเฟต ซึ่งอาจต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยครั้งกว่า

● อุณหภูมิในการทำงาน: อุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคือ -20°C-50°C ซึ่งไม่ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

แบตลิเธียมไอออน vs แบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบบไหนดีกว่ากัน

แบตลิเธียมไอออนดีกว่า ในตลาดปัจจุบัน แบตลิเธียมไอออนกำลังค่อยๆ แทนที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเนื่องจาก น้ำหนักเบา มีขนาดเล็ก มีความปลอดภัยสูง อัตราการสูญเสียพลังงานต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และมีความเสถียรในการให้พลังงานแก่อุปกรณ์ที่ใช้งานต่อเนื่องได้นาน อีกทั้งยังสามารถอนุรักษ์พลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อมได้ดี ซึ่งทำให้เป็นที่นิยมในอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมต่างๆ ส่วนแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีน้ำหนักมากและขนาดใหญ่ ทำให้ไม่เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกและมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าแบตลิเธียมไอออน

แบตลิเธียมไอออนมักใช้ในด้านใด แบตลิเธียมไอออนพลังงานคืออะไร ลักษณะคืออะไร

แบตลิเธียมไอออนมักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือ, แท็บเล็ต, นาฬิกาอัจฉริยะ, แบตเตอรี่มอเตอร์ไซค์,แบตเตอรี่รถจักรยานไฟฟ้า ระบบจ่ายไฟฟ้าสำรอง หรือ UPS อีกทั้งใช้ในอุปกรณ์ในงานวิทยาศาสตร์และการทดลอง รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ในเรือและการบิน และอีกมากมาย

แบตลิเธียมไอออนพลังงานหมายถึงแบตลิเธียมไอออนที่ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถคายประจุไปขับเคลื่อนอุปกรณ์และยานพาหนะ

ลักษณะของแบตลิเธียมไอออนคือ
● แรงดันใช้งานของแบตเตอรี่ก้อนเดียวสูงถึง 3.7v
● แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานโดยทั่วไปจะบรรจุอยู่ในเปลือกอะลูมิเนียม ซึ่งมีข้อดีของขนาดที่เล็ก น้ำหนักเบา กำลังไฟแรง ไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ และการปกป้องสิ่งแวดล้อม
● อัตราประจุและคายประจุสูง สามารถประจุและคายประจุด้วยกระแสไฟสูง

วิธีการใช้แบตลิเธียมไอออนอย่างถูกต้อง

● ใช้เครื่องชาร์จที่เข้ากับแบตลิเธียมไอออนและมีความเข้ากันได้
● อย่าเสียบปลั๊กชาร์จเวลากินไฟหรือก่อนเวลานอน
● อย่าปล่อยให้แบตเตอรี่หมด ควรชาร์จแบตเตอรี่เมื่อพลังงานเหลือน้อย
● เก็บแบตเตอรี่ในสภาพที่แห้ง ไม่ใช่ในสภาพที่มีความชื้นหรืออุณหภูมิสูง
● หากไม่ใช้แบตเตอรี่เป็นเวลานาน ควรเก็บที่มีพลังงานประมาณ 50%-60% เพื่อยืดอายุการใช้งาน
● หลีกเลี่ยงการใช้งานอุปกรณ์ในสภาพอุณหภูมิที่สูงมาก (เช่น ที่อากาศร้อนจัด)
● ตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่เป็นประจำ หากพบว่าเสียหาย ควรเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่ทันที
● หากต้องการทำความสะอาด ให้ใช้ผ้านุ่มทำความสะอาดส่วนที่มีการติดกับอุปกรณ์

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิดใดที่เหมาะกับรถสองล้อไฟฟ้า ทำไม

แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

รถสองล้อไฟฟ้าควรใช้แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคเนื่องจากแบตเตอรี่ชนิดนี้มีการปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง โดยมีความหนาแน่นของพลังงาน ประมาณ 200-300 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม และมีแรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูง ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 3.6-3.7 โวลต์ต่อเซลล์

เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมีความหนาแน่นของพลังงานสูง สามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้น และสามารถให้พลังงานที่เสถียรและยาวนานต่ออุปกรณ์ รถสองล้อไฟฟ้าจึงใช้แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคเพื่อให้ระยะทางขับขี่ที่ไกลขึ้น เดินทางได้ไกลขึ้น แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมีอายุการใช้งานยาวนานและวงจรชีวิตสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 2,000 รอบ ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและแบตเตอรี่ไม่ต้องบำรุงรักษาทุกวันและใช้งานง่าย ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคเหมาะกับรถสองล้อไฟฟ้า