นักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์พัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ที่สามารถซ่อมแซมความเสียหายที่เล็กน้อยโดยอัตโนมัติ

【PCauto】เมื่อเร็ว ๆ นี้ ข่าววิจัยจากนอร์เวย์ได้รับความสนใจจากตลาด สถาบันวิจัย SINTEF กำลังพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่มีคุณสมบัติ "ซ่อมแซมตัวเอง" ซึ่งอาจช่วยเพิ่มระยะทางขับขี่ ลดระยะเวลาการชาร์จ และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้ายังคงเผชิญกับอุปสรรคหลายประการ โดยเฉพาะข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่ ปัญหาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิม เช่น ระยะทางขับขี่ที่จำกัด ระยะเวลาการชาร์จที่ยาวนาน และอายุการใช้งานที่สั้น ไม่เพียงแต่ลดความสนใจของผู้บริโภค แต่ยังเป็นอุปสรรคต่อการขยายตัวของอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่รุ่นใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์นอร์เวย์อาจเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้

โครงสร้างของแบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้คล้ายกับแบตเตอรี่ทั่วไป โดยถูกเปรียบเทียบกับโครงสร้างแบบ "แซนด์วิช" แต่จุดเด่นอยู่ที่การปรับปรุงวัสดุอย่างสร้างสรรค์ ขั้วบวกของแบตเตอรี่ใช้ลิเธียม-นิกเกิล-แมงกานีสออกไซด์ที่ไม่มีโคบอลต์ และมีปริมาณนิกเกิลและลิเธียมน้อยกว่ารุ่นดั้งเดิม ส่วนประกอบทางเคมีที่ปรับปรุงใหม่นี้ช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของแบตเตอรี่ ลดระยะเวลาการชาร์จ และเสริมประสิทธิภาพการทำงาน นอกจากนี้ แบตเตอรี่รุ่นใหม่ยังสามารถกักเก็บพลังงานได้มากขึ้นในขนาดที่กะทัดรัดกว่าเดิม

สำหรับวัสดุขั้วลบ แบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้ใช้วัสดุผสมระหว่างซิลิกอนและกราไฟต์ ปัจจุบัน บริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ทั่วโลกต่างวิจัยเทคโนโลยีขั้วลบซิลิกอน โดยเฉพาะสตาร์ทอัพจากสหรัฐฯ เช่น Amprius Group14 และ Sila Nanotechnologies ที่พยายามแก้ไขปัญหาการสูญเสียพลังงานของขั้วลบกราไฟต์แบบเดิม อย่างไรก็ตาม ขั้วลบซิลิกอนมีข้อจำกัดสำคัญ เนื่องจากสามารถขยายตัวระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ ทำให้ยากต่อการใช้งานในเชิงพาณิชย์

แบตเตอรี่รุ่นใหม่จากนอร์เวย์แก้ไขปัญหานี้ได้โดยการผสานซิลิกอนเข้ากับกราไฟต์ ทำให้ขั้วลบมีความแข็งแรงและทนทานยิ่งขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

ที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นคือ แบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้ยังมีคุณสมบัติ "ซ่อมแซมตัวเอง" โดยใช้วัสดุพิเศษที่มีลักษณะคล้าย "กาวอเนกประสงค์" สามารถซ่อมแซมความเสียหายเล็กน้อยภายในเซลล์แบตเตอรี่ได้ คล้ายกับเทคโนโลยียางรถยนต์ที่สามารถปิดรอยรั่วเองได้ คุณสมบัตินี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความปลอดภัย ลดความเสี่ยงจากอุบัติเหตุที่เกิดจากความเสียหายของแบตเตอรี่ แต่ยังช่วยลดการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพการทำงาน ทำให้ระยะทางขับขี่ยังคงเสถียร ในสภาพอากาศของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งมีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง ปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนเช่นนี้ได้เป็นอย่างดี ช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพแม้ในสภาพอากาศที่ร้อนและชื้น

ปัจจุบัน ทีมวิจัยของ SINTEF ได้เริ่มเดินหน้าแผนการผลิตในเชิงอุตสาหกรรม แม้ว่ายังมีความท้าทายหลายประการในการเปลี่ยนจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตในระดับใหญ่