นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเกลือลิเธียมชนิดใหม่ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์ Li-ion

ในอนาคตเซลล์ Li-ion จะครองรถยนต์ไฟฟ้าและการใช้งานอื่นๆแต่วัสดุแบตเตอรี่ในปัจจุบันมีข้อบกพร่องด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพซึ่งขัดขวางการพัฒนาแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงรุ่นต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาอิเล็กโทรไลท์ก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญต่อแบตเตอรี่พลังงานที่สูงขึ้นที่ใช้กับการจัดเก็บพลังงานและการใช้งานยานพาหนะ

ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยศาสตราจารย์ดั๊ก Macfarlane จากภาควิชาเคมีของมหาวิทยาลัย Monash และ Dr. MEGA Kar ร่วมกับ calix Ltd ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาทางเลือกอื่นในการจัดการกับความท้าทายนี้

การพัฒนาเกลือลิเธียมสำหรับชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดใหญ่

ศาสตราจารย์ Macfarlane กล่าวว่า "ปัจจุบันเกลือลิเธียมที่ใช้ในเซลล์ Li-ion คือลิเธียม hexafluorophosphate แต่วัสดุนี้มีอันตรายจากไฟไหม้และความปลอดภัยและเป็นพิษ ความเสี่ยงในการใช้วัสดุนี้ลดลงบางส่วนในอุปกรณ์พกพาขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามในชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เช่นยานพาหนะไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงานขนาดกริดกลางแจ้งอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้แผนการสำหรับแบตเตอรี่แรงดันสูงและพลังงานยังอยู่ระหว่างดำเนินการแต่ไม่สามารถใช้ hexafluorophosphate ได้"

ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารวัสดุพลังงานขั้นสูงนักเคมีได้อธิบายเกลือลิเธียมชนิดใหม่ที่อาจเอาชนะความท้าทายของการออกแบบอิเล็กโทรไลต์และแทนที่ hexafluorophosphate

ดร. binayak Roy นักเขียนนำและนักวิจัยที่แผนกเคมีของ Monash University กล่าวว่า "เป้าหมายของเราคือการพัฒนาเกลือ fluoroborate ที่ปลอดภัยซึ่งไม่ได้รับผลกระทบแม้เมื่อสัมผัสกับอากาศ ความท้าทายหลักของเกลือ fluoroborate ใหม่นี้คือการสังเคราะห์ความบริสุทธิ์ของแบตเตอรี่แต่เราได้บรรลุเป้าหมายนี้ผ่านการทำให้ถูกต้อง เมื่อวางไว้ในแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีแคโทดลิเธียมแมงกานีสออกไซด์แบตเตอรี่สามารถหมุนเวียนได้มากกว่า1000ครั้งแม้เมื่อสัมผัสกับบรรยากาศ ซึ่งหายากมากเมื่อเทียบกับ hexafluorophosphate ที่มีความไวสูง"

เกลือลิเธียมใหม่ทำให้เซลล์ Li-ion ปลอดภัยมาก

ตามดร. รอยเมื่อรวมกับวัสดุแคโทดใหม่ในแบตเตอรี่ลิเธียมแรงดันสูงประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์นี้ไกลเกินกว่าเกลือแบบดั้งเดิม นอกจากนี้นักวิจัยยังพบว่าเกลือมีเสถียรภาพมากในตัวเก็บกระแสไฟฟ้าอลูมิเนียมที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นซึ่งเป็นสิ่งที่แบตเตอรี่รุ่นต่อไปต้องการ

ศูนย์ฝึกอบรมพลังงานแห่งอนาคตของสภาวิจัยชาวออสเตรเลียการจัดเก็บพลังงาน (www.storenergy.com) AU) ยังมีส่วนร่วมในการวิจัยนี้การจัดเก็บพลังงานเป็นศูนย์ฝึกอบรมการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมที่ได้รับทุนสนับสนุนโดยมุ่งเป้าไปที่การฝึกอบรมและหล่อเลี้ยงคนงานรุ่นต่อไปในอุตสาหกรรมพลังงานของออสเตรเลียและส่งเสริมการทำงานร่วมกันในอุตสาหกรรมวิชาการผู้อำนวยการของ storenergy ศาสตราจารย์ Maria Forsyth แห่ง Deakin University กล่าวว่า "การวิจัยนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการร่วมมือวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลสามารถช่วยให้ออสเตรเลียมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยรุ่นต่อไป"

การวิจัยนี้จะช่วยให้ calix บรรลุเป้าหมายในการผลิตเซลล์ Li-ion ขนาดใหญ่ของออสเตรเลียและเปิดตัวระบบจัดเก็บพลังงานแบบกริดในออสเตรเลีย

ดร. การ์กล่าวว่า "ในอนาคตอันใกล้นี้เราหวังว่าจะแปลงแอนไอออนใหม่เหล่านี้เป็นเกลือเหลวที่ไม่ติดไฟและเสถียรซึ่งทำให้แบตเตอรี่ทำงานที่อุณหภูมิสูงได้ ในสภาพอากาศในปัจจุบันการออกแบบเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพดังกล่าวเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้โซลูชันพลังงานกริดสเกลที่ยั่งยืนในออสเตรเลีย"