ข่าวล่าสุด: ชาร์จเต็มใน 5 นาที! เปิดตัวแบตเตอรี่โซลิดสเตทแบบปรับขนาดได้ ที่งาน CES 2026

2026-01-07 | Jerry Huang

ข่าวจากงานแสดงสินค้าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (CES) 2026 ที่ลาสเวกัส บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติฟินแลนด์ Donut Lab ได้นำเสนอผลิตภัณฑ์ "เทคโนโลยีสีดำ" ที่ล้ำสมัยของพวกเขาในงาน CES ประจำปี โดยบริษัทนี้อ้างว่าแบตเตอรี่ของตนเป็นแบตเตอรี่โซลิดสเตททั้งหมด (ASSB) ที่ผลิตในปริมาณมากเป็นครั้งแรกของโลก ในงาน CES 2026 Donut Lab ได้ประกาศเปิดตัวสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตทแบบเต็มรูปแบบรุ่นแรกของโลก ซึ่งพร้อมสำหรับการผลิตในระดับ OEM และจะเป็นแบตเตอรี่ชนิดแรกที่จะนำไปใช้กับรถจักรยานยนต์รุ่น TS Pro และ Ultra ของ Verge Motorcycles หากสามารถส่งมอบให้กับลูกค้าได้จริง นี่จะเป็นก้าวสำคัญในเส้นทางการใช้พลังงานไฟฟ้าทั่วโลก โดยเป็นการบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนผ่านของเทคโนโลยีโซลิดสเตทจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตจำนวนมาก ในข่าวประชาสัมพันธ์บนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ Donut Lab ระบุว่า บริษัทมุ่งมั่นที่จะคิดค้นและนำเสนอโซลูชันด้านการใช้พลังงานไฟฟ้าแบบใหม่ๆ โดยผลักดันขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพของยานยนต์ไฟฟ้าอย่างไม่หยุดยั้ง และนำเทคโนโลยีใหม่ๆ สู่ตลาด Donut Lab กำลังกำหนดอนาคตของการคมนาคมขนส่ง “ขณะนี้ Donut Lab รู้สึกเป็นเกียรติอย่างยิ่งที่ได้เปิดตัวแบตเตอรี่โซลิดสเตทตัวแรกของโลกที่สามารถนำไปใช้ในการผลิตยานยนต์ OEM ได้ แบตเตอรี่โซลิดสเตทของ Donut Lab จะถูกนำไปใช้งานเชิงพาณิชย์ทันที เพื่อให้พลังงานแก่รถจักรยานยนต์ Verge รุ่นปัจจุบัน”

จากรายงานระบุว่า แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตททั้งหมดของ Donut Lab มีความหนาแน่นพลังงาน 400 Wh/kg ทำให้สามารถวิ่งได้ไกลขึ้น โครงสร้างเบาลง และมีความยืดหยุ่นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในการออกแบบยานยนต์และผลิตภัณฑ์

แบตเตอรี่สามารถชาร์จจนเต็มได้ในเวลาเพียง 5 นาที โดยไม่จำเป็นต้องจำกัดการชาร์จไว้ที่ 80% และรองรับการคายประจุจนหมดอย่างปลอดภัย ซ้ำได้ และเชื่อถือได้

แตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิม แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตทนี้มี “การลดลงของความจุเพียงเล็กน้อย” ตลอดอายุการใช้งาน มีการอ้างว่าผ่านการทดสอบแล้วว่าสามารถชาร์จได้ถึง 100,000 รอบ ซึ่งให้อายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมมาก ความปลอดภัยเป็นอีกคุณสมบัติหลักของแบตเตอรี่นี้: ไม่มีอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ติดไฟได้ ไม่มีปฏิกิริยาความร้อนสูงเกินไป และไม่มีเดนไดรต์โลหะ! สิ่งนี้ช่วยขจัดสาเหตุของการเกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ได้อย่างสิ้นเชิง ทำให้มีความปลอดภัยสูงและเป็นการปฏิวัติวงการอย่างแท้จริง Donut Lab ระบุว่าประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ได้รับการทดสอบอย่างเข้มงวดในอุณหภูมิที่ตั้งแต่ -30 ถึงมากกว่า 100 องศาเซลเซียส (โดยยังคงรักษาความจุได้ 99 เปอร์เซ็นต์ “โดยไม่มีสัญญาณของการติดไฟหรือการเสื่อมสภาพ”)

ในแง่ของวัตถุดิบและต้นทุน Donut Lab ระบุว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตทของตนผลิตจาก “วัสดุที่หาได้ง่าย ราคาไม่แพง และปลอดภัยในเชิงภูมิรัฐศาสตร์” โดยปราศจากธาตุหายาก และมีต้นทุนต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อย่างไรก็ตาม Donut Lab ไม่ได้ระบุวัสดุเฉพาะที่จำเป็นในการผลิตเซลล์แบตเตอรี่โซลิดสเตททั้งหมดของตน

แอนทวน กู๊ดวิน นักข่าวอาวุโสในวงการยานยนต์ ได้มีโอกาสสัมผัสกับแบตเตอรี่โซลิดสเตทรุ่นใหม่ของ Donut Lab อย่างใกล้ชิดในงาน CES ปีนี้ จากการแนะนำของเขา แบตเตอรี่รุ่นนี้มีขนาดใกล้เคียงกับสมาร์ทโฟนหน้าจอใหญ่ (เช่น iPhone 17 Pro Max) และมีน้ำหนักเบามาก แบตเตอรี่น้ำหนักเบาพิเศษนี้จะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในโดรนในอนาคต

ตามแผนของ Donut Lab บริษัทจะสร้างโซลูชันเพื่อรวมแบตเตอรี่เหล่านี้เข้าด้วยกันเป็นหน่วยพลังงานขนาดใหญ่ขึ้น 5 kWh โดยแต่ละหน่วยจะมีขนาดใกล้เคียงกับเครื่องเล่นเกม PS5 ขนาดที่เล็กนี้จะช่วยให้สามารถติดตั้งหน่วยพลังงานดังกล่าวได้ถึงสี่หน่วยในโครงของรถจักรยานยนต์ Verge TS Pro การออกแบบที่ก้าวล้ำนี้ได้รับประโยชน์จากมอเตอร์ไฟฟ้าทรงกลมที่รวมอยู่ในล้อ ซึ่ง Donut Lab ได้ประกาศไปเมื่อปีที่แล้ว เมื่อวันจันทร์ที่ผ่านมา Donut Lab และ Verge Motorcycles ประกาศว่ารถจักรยานยนต์ Verge จะเป็นยานพาหนะที่ผลิตในปริมาณมากเป็นครั้งแรกของโลกที่ติดตั้งแบตเตอรี่ใหม่นี้ รถจักรยานยนต์รุ่นนี้ใช้เวลาในการชาร์จเพียง 10 นาที และสามารถวิ่งได้ไกลถึง 60 กิโลเมตรต่อนาที ส่วนรุ่น Verge Ultra สามารถวิ่งได้ไกลถึง 600 กิโลเมตรต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง แบตเตอรี่นี้มีอายุการใช้งาน 100,000 รอบการชาร์จ ซึ่งเทียบเท่ากับระยะทางรวมทางทฤษฎี 60 ล้านกิโลเมตร แม้จะขับขี่เพียง 60,000 กิโลเมตรต่อปี แบตเตอรี่นี้ก็สามารถใช้งานได้นานถึง 1,000 ปี หลายคนอาจมองว่า “เป็นเรื่องที่เหลือเชื่อเกินไป”

“Donut Lab ได้คิดค้นแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตทประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ ที่สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก และได้เห็นการใช้งานจริงแล้วในรถจักรยานยนต์ Verge Motorcycles ในไตรมาสที่ 1 ปี 2026” ราคาเริ่มต้นของ Verge TS Pro อยู่ที่ 29,900 ดอลลาร์สหรัฐ นอกจากจะนำไปใช้ในรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าแล้ว แบตเตอรี่โซลิดสเตทก็ดูมีอนาคตที่สดใสกว่ามากในการนำไปใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า กู๊ดวินกล่าวว่าข้อดีของเทคโนโลยีนี้จะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในรถยนต์ขนาดใหญ่ การลดน้ำหนักและความเร็วในการชาร์จที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลให้การใช้งานมีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นสองเท่า เมื่อวันจันทร์ที่ผ่านมา โดนัทแล็บได้ประกาศว่าจะร่วมมือกับบริษัทรถยนต์ไฟฟ้า WattEV เพื่อสร้างแพลตฟอร์มรถยนต์ไฟฟ้าแบบโมดูลาร์น้ำหนักเบาพิเศษที่ผสมผสานเทคโนโลยีมอเตอร์และแบตเตอรี่ของโดนัทเข้าด้วยกัน

มาร์โก เลห์ติแมกิ ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของโดนัทแล็บ กล่าวว่า "แบตเตอรี่โซลิดสเตทมักถูกกล่าวว่า 'อีกไม่กี่ปีข้างหน้าก็จะพร้อมใช้งาน' แต่คำตอบของเราแตกต่างออกไป แบตเตอรี่เหล่านี้พร้อมใช้งานแล้วในวันนี้ ไม่ใช่ในอนาคต"

เพื่อให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้น ลองมาดูแบตเตอรี่ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันและแผนการผลิตแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตทจำนวนมากกัน ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่นั้นมี "ไตรลักษณ์ที่เป็นไปไม่ได้" หรือ "Mundellian Trilemma" มาโดยตลอด ซึ่งหมายถึงความยากลำบากในการสร้างสมดุลระหว่างตัวชี้วัดหลักสามประการของแบตเตอรี่ (ประสิทธิภาพ ต้นทุน และความปลอดภัย) การเพิ่มประสิทธิภาพในด้านใดด้านหนึ่งมักต้องแลกมาด้วยการเสียสละอีกด้านหนึ่ง หรืออาจถึงสองด้านด้วยซ้ำ

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ชั้นนำมีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 250 ถึง 300 Wh/kg โดยมีอายุการใช้งานโดยทั่วไปประมาณ 5000 รอบการชาร์จ เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ มักไม่แนะนำให้ชาร์จเกิน 80% หากคุณสมบัติทั้งหมดของแบตเตอรี่โดนัทเป็นจริง มันก็เหนือกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมในทุกด้านอย่างแท้จริง

เมื่อเดือนตุลาคม 2025 ซันโวด้าได้ประกาศเปิดตัวแบตเตอรี่โซลิดสเตทโพลีเมอร์รุ่นใหม่ที่มีความหนาแน่นพลังงาน 400 Wh/kg ซึ่งมีอายุการใช้งานเพียง 1200 รอบการชาร์จ ในขณะเดียวกัน แบตเตอรี่ Shenxing รุ่นที่สองที่ CATL เปิดตัวในเดือนเมษายน 2025 ก็ได้วางจำหน่ายแล้ว โดยมีระยะทางการวิ่ง 520 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 5 นาที ส่วนแบตเตอรี่ LFP รุ่นที่ห้ามีอายุการใช้งานประมาณกว่า 3000 รอบการชาร์จ

เดิมทีโตโยต้ามีแผนจะเริ่มการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตทจำนวนมากในปี 2020 แต่ต่อมาได้เลื่อนออกไปเป็นปี 2023 จากนั้นเป็นปี 2026 และปัจจุบันกำหนดไว้ที่ปี 2027-2028 ส่วนซัมซุง เอสดีไอ ก็ตั้งเป้าหมายที่จะผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตทในปริมาณมากได้ในปี 2027 เช่นกัน

CATL มีแผนว่าจะเริ่มการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตทขนาดเล็กในปี 2027 และการผลิตขนาดใหญ่ประมาณปี 2030 ส่วน Hyundai และ Kia กล่าวว่าจะไม่เร็วกว่าปี 2030 Bloomberg NEF คาดการณ์ว่าแม้กระทั่งในปี 2035 แบตเตอรี่โซลิดสเตททั้งหมดก็จะมีส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลกจากรถยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงานเพียงประมาณ 10% เท่านั้น

นักลงทุนและบริษัทที่ปรึกษาต่างมองในแง่ดีต่อความต้องการลิเธียมในปี 2026

2025-12-17 | Jerry Huang

ตลาดรถยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกเติบโตในอัตราที่ค่อนข้าง "สมเหตุสมผล" ควบคู่ไปกับการลดลงของเงินอุดหนุนรถยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ส่งผลให้ความต้องการเกลือลิเธียมลดลงกว่าที่คาดการณ์ไว้ในช่วงเวลาเดียวกัน

เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทที่ปรึกษา Adamas Intelligence คาดการณ์ว่า เมื่อความนิยมของรถยนต์ไฟฟ้าเข้าสู่ช่วงที่ค่อนข้างคงที่ การเติบโตของความต้องการการจัดเก็บพลังงานจะกลายเป็น "ปัจจัยผันผวนที่สำคัญ" ที่จะส่งผลกระทบต่อการผลิตแบตเตอรี่ ซึ่งในที่สุดจะกำหนดความต้องการลิเธียมในปี 2026 Citigroup, UBS และ Bernstein คาดการณ์ว่าการขยายตัวของการจัดเก็บพลังงานนี้จะผลักดันให้ตลาดลิเธียมทั่วโลกขาดแคลนในปีหน้า ความต้องการลิเธียมในส่วนของการจัดเก็บพลังงานมีแนวโน้มที่จะเติบโต 55% ในปีหน้า ซึ่งสูงกว่าการเพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้าที่ 19% อย่างมาก

เผยเทคโนโลยีต้นทุนต่ำและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกตัวสำหรับการรีไซเคิลแคโทด LIB

2025-11-25 | Jerry Huang

หมายเหตุบรรณาธิการ: การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ยานยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า ส่งผลให้ความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) สูงขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ด้วยอายุการใช้งานเพียง 6-8 ปี คาดว่าแบตเตอรี่กว่า 11 ล้านตันจะหมดอายุภายในปี พ.ศ. 2573 ก่อให้เกิดแรงกดดันด้านทรัพยากรอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม และความท้าทายทางเศรษฐกิจ ปัจจุบัน วัสดุแคโทดรีไซเคิล (โดยเฉพาะออกไซด์โลหะแบบชั้น หรือ LMO) ซึ่งประกอบด้วยธาตุที่มีมูลค่าสูง เช่น ลิเธียม โคบอลต์ นิกเกิล และแมงกานีส เป็นเป้าหมายหลักของความพยายามในการรีไซเคิลเหล่านี้

นี่คืออีกหนึ่งแนวทางที่นำเสนอโดยทีม Quanquan Pang จาก PKU และทีมร่วม Jiashen Meng จาก WUT เกี่ยวกับการรีไซเคิลแคโทด LIB ที่ใช้แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LMO ขอขอบคุณนักวิจัยทุกท่านด้วยความเคารพอย่างสูง

ที่น่าสังเกตคือ แนวทาง LTMS-ECR นี้จะประมวลผลแคโทดที่ใช้แล้วซึ่งยังติดอยู่กับตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้าอะลูมิเนียมโดยตรง โดยไม่ต้องบดอิเล็กโทรดให้เป็น "ผงสีดำ" และลดความซับซ้อนของขั้นตอนการเตรียมการล่วงหน้าอย่างมาก

เทคโนโลยี LTMS-ECR อ้างว่ามีศักยภาพในการสร้างกำไรสูงถึง 1.86 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลกรัมในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ใช้แล้ว เนื่องจากใช้สารอิเล็กโทรไลต์เกลือหลอมเหลวต้นทุนต่ำที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และ Li2O ร่วมกับผลิตภัณฑ์รองที่มีมูลค่าสูงอย่าง Co3O4 และ LiCl ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่ดีขึ้นเกือบสิบเท่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีไพโรเมทัลลูร์จีและไฮโดรเมทัลลูร์จี

การวิเคราะห์ผลกระทบทางเทคนิค เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อมแสดงให้เห็นว่า LTMS-ECR มีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและความยั่งยืนของคาร์บอนที่โดดเด่น ประสิทธิภาพการกู้คืนที่สูง การใช้พลังงานต่ำ และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ถือเป็นกระบวนการทางเคมีที่ปฏิวัติวงการสำหรับการรีไซเคิลวัสดุแคโทด

เชิงนามธรรม

การรีไซเคิลด้วยไฟฟ้าเคมี (ECR) นำเสนอกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มดีในการใช้ประโยชน์จากพลังงานหมุนเวียนเพื่อแยกโครงสร้างโลหะออกไซด์ (LMO) ที่ผ่านการใช้งานแล้ว อย่างไรก็ตาม วิธีการ ECR ในปัจจุบันจำกัดอยู่เพียงการทำงานที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 750 องศาเซลเซียส) โดยใช้สารละลายคาร์บอเนตหรือคลอไรด์ที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ของอัลคาไลเป็นอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งนำไปสู่การใช้พลังงานสูงสำหรับการให้ความร้อน ในที่นี้ การศึกษานี้เสนออิเล็กโทรไลต์ของสารละลายคลอโรอะลูมิเนตที่เป็นอัลคาไลที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ ประกอบด้วย AlCl3–LiCl ซึ่งทำให้สามารถอิเล็กโทรไลซิสของ ECR ได้ที่อุณหภูมิต่ำถึง 150 องศาเซลเซียส เนื่องจากตัวพาประจุ O2− ในสารละลายคลอโรอะลูมิเนตที่เป็นอัลคาไลมีความสามารถในการละลายสูง แคโทด LMO จึงผ่านกระบวนการแยกโครงสร้างแบบรีดักชันทางเคมีไฟฟ้าเพื่อให้ได้โลหะทรานซิชันธาตุและลิเธียมคลอไรด์ (LiCl) ที่สำคัญ ผลิตภัณฑ์ทั้งสองชนิดไม่ละลายในสารละลายที่เติม Li2O และสามารถแยกออกได้โดยการชะล้างด้วยน้ำที่ง่ายดาย ที่น่าสังเกตคือ การใช้ขั้วบวก TiN เฉื่อย จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส โดยการสร้างก๊าซออกซิเจนขึ้นมาใหม่ ซึ่งยิ่งส่งเสริมให้เกิดความเป็นกลางทางคาร์บอน ด้วยวิธี ECR เกลือหลอมเหลวอุณหภูมิต่ำ (LTMS-ECR) ทำให้ LiCoO2 มีอัตราการนำโคบอลต์กลับมาใช้ใหม่สูงถึง 97.3% การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์และเทคโนโลยีคาดการณ์ว่าเทคโนโลยี LTMS-ECR ช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงประมาณ 20% และมีกำไรมากกว่าวิธีการทั่วไปเกือบสิบเท่า วิธีการนี้ถือเป็นทางเลือกใหม่ที่ปฏิวัติวงการสำหรับการรีไซเคิล LIB ที่ใช้แล้วอย่างมีประสิทธิภาพด้านพลังงาน ยั่งยืน และคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

อ้างอิง

https://doi.org/10.1002/adma.202512984

อะไรกำลังเกิดขึ้นในตลาดลิเธียมโดยเฉพาะ LiPF6?

2025-10-31 | Jerry Huang

ในช่วงสี่เดือนที่ผ่านมา เกลือลิเธียมหลายชนิด รวมถึงเกลือพื้นฐานอย่างลิเธียมคาร์บอเนตและลิเธียมไฮดรอกไซด์ มีราคาตลาดเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เช่นเดียวกับ LiPF6 และ LiFSI ขึ้นอยู่กับสถานการณ์อุปทานและอุปสงค์

ความต้องการลิเธียมซอลต์สำหรับกักเก็บพลังงานจากตลาดภายในประเทศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงครึ่งหลังของปี ประกอบกับความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมที่เพิ่มขึ้นจากตลาดรถยนต์ไฟฟ้าในเดือนกันยายนและตุลาคมซึ่งเป็นช่วงที่คึกคักตามปกติ ทำให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่มีความต้องการลิเธียมเพิ่มขึ้นอย่างมากจนเกือบเต็มกำลังการผลิต ที่น่าประหลาดใจคือความต้องการจากตลาดต่างประเทศยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการที่แข็งแกร่งของตลาดเป็นแรงหนุนให้ราคาลิเธียมซอลต์ปรับตัวสูงขึ้น เนื่องจาก LiPF6 ยังคงเป็นเกลือหลักสำหรับอิเล็กโทรไลต์ในตลาดจีน ราคาจึงปรับตัวสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว แซงหน้าราคา LiFSI ในเดือนตุลาคม 2568 ซึ่งเราเคยพบเห็นสถานการณ์เช่นนี้หลายครั้งในประวัติศาสตร์

ในทางกลับกัน การแข่งขันด้านราคาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่งผลให้ผู้ผลิตเกลือลิเธียมขนาดกลางและขนาดเล็กหลายรายต้องหยุดการผลิตชั่วคราว และผู้ผลิตชั้นนำบางรายก็หยุดกำลังการผลิตบางส่วนเช่นกัน โดยจะเริ่มการผลิตใหม่อีกครั้ง ซึ่งต้องใช้เวลาสองถึงสามเดือน โรงงานผลิตและกำลังการผลิตหลายแห่งที่เพิ่งวางแผนไว้ไม่ได้ดำเนินไปอย่างราบรื่นอย่างที่คาดการณ์ไว้ อุปทานเกลือลิเธียมในตลาดเริ่มตึงตัวชั่วคราวหลังจากมีกำลังการผลิตล้นตลาดมาหลายปี

เนื่องจากราคาของเกลือลิเธียมพื้นฐาน เช่น ลิเธียมคาร์บอเนตและลิเธียมไฮดรอกไซด์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงสี่เดือนที่ผ่านมา ต้นทุนของ LiPF6 และ LiFSI จึงเพิ่มขึ้นในเวลาเดียวกันด้วย

จนถึงขณะนี้ LiPF6 เป็นเกลือลิเธียมหลักสำหรับการผลิตอิเล็กโทรไลต์ในตลาดภายในประเทศจีน ซึ่งทำให้ความต้องการมีมากกว่าเกลืออื่นๆ ในปัจจุบัน ความไม่สมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์จะยังคงเพิ่มขึ้นหรือใกล้จะสมดุลในอนาคตอันใกล้นี้หรือไม่? รอดูกันต่อไป

Poworks จำหน่ายลิเธียมคาร์บอเนตคุณภาพสูง เกรดแบตเตอรี่ ลิเธียมไฮดรอกไซด์คุณภาพสูง LiPF6 และ LiFSI ที่มีความบริสุทธิ์สูง พร้อมให้บริการอย่างเต็มที่ ติดต่อมาได้เลย

เผยโฉมวัสดุฮาไลด์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงราคาไม่แพงและมีอายุการใช้งานยาวนาน

2025-09-09 | Jerry Huang

หมายเหตุบรรณาธิการ: ในสาขาการกักเก็บพลังงาน แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดถือเป็นโซลูชันที่ดีที่สุดของเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานยุคใหม่ แต่การพัฒนาแบตเตอรี่เหล่านี้กลับถูกจำกัดด้วยข้อจำกัดสำคัญในวัสดุอิเล็กโทรด แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดแบบดั้งเดิม (ASSB) มักประกอบด้วยอิเล็กโทรดที่ประกอบด้วยวัสดุแอคทีฟ อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง และสารเติมแต่งที่นำไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบที่ไม่แอคทีฟเหล่านี้ (ซึ่งคิดเป็น 40-50% ของปริมาตรอิเล็กโทรด) ไม่เพียงแต่ลดความหนาแน่นของพลังงานเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่ด้านข้างของส่วนต่อประสานและเพิ่มความซับซ้อนในการขนส่งลิเธียมไอออน แม้ว่าการออกแบบแบบ "All-In-One" (วัสดุที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและฤทธิ์ทางเคมีไฟฟ้าสูง) จะสามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ แต่วัสดุที่มีอยู่เดิม เช่น ออกไซด์ (ความจุต่ำ) และซัลไฟด์ (ต้นทุนสูง) กลับไม่สามารถตอบสนองความต้องการสำหรับตลาดในอนาคตได้ แฮไลด์มีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนต่ำและการนำไฟฟ้าไอออนสูง แต่กลับมีปัญหาเรื่องการนำไฟฟ้าและความหนาแน่นของพลังงานที่ไม่เพียงพอ ดังนั้น การพัฒนาวัสดุแบบครบวงจรที่ผสมผสานประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่สูง ความสามารถในการปรับขนาดได้ในราคาไม่แพง และความเสถียรเชิงกล จึงกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญ

นี่คือตัวอย่างที่ยอดเยี่ยม ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นออนแทรีโอในแคนาดาได้นำเสนอคำตอบอันล้ำสมัยในการศึกษา Nature โดยพวกเขาได้ออกแบบวัสดุฮาไลด์ชนิดแรกของโลก คือ Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄ ซึ่งมีคุณสมบัติซ่อมแซมตัวเองแบบไดนามิกและการผสานรวมแบบสามในหนึ่งเดียว (แคโทด/อิเล็กโทรไลต์/ตัวนำ) ด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ Fe²⁺/Fe³⁺ แบบกลับด้านได้ และกลไกการเปลี่ยนผ่านจากเปราะเป็นเหนียวที่เป็นเอกลักษณ์ วัสดุนี้ยังคงรักษาความจุไว้ได้ 90% หลังจาก 3,000 รอบ ทำให้มีความหนาแน่นพลังงานของอิเล็กโทรดอยู่ที่ 529.3 Wh/kg⁻¹ (สามารถปรับเพิ่มเป็น 725.6 Wh/kg⁻¹ ด้วยการออกแบบแบบคอมโพสิต) ที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้นคือ ต้นทุนเพียง 26% ของอิเล็กโทรดทั่วไป รังสีซินโครตรอนประกอบกับการจำลองอะตอม เผยให้เห็นกลไกการซ่อมแซมตัวเองที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของเหล็กเป็นครั้งแรก! งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่เปิดเผยวัสดุหลักสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดเท่านั้น แต่ยังนำเสนอกรณีศึกษาในระดับกระบวนทัศน์สำหรับการออกแบบแบบครบวงจรที่ผสานรวมวัสดุ กลศาสตร์ และเคมีไฟฟ้า ขอขอบคุณความพยายามอย่างยิ่งใหญ่ของนักวิจัยทุกท่าน

เชิงนามธรรม

แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดจำเป็นต้องมีการออกแบบแคโทดขั้นสูงเพื่อให้ตระหนักถึงศักยภาพด้านความหนาแน่นพลังงานสูงและความสามารถในการทำกำไร แคโทดแบบออลอินวันแบบบูรณาการ ซึ่งขจัดสารเติมแต่งตัวนำที่ไม่ใช้งานและส่วนต่อประสานที่ต่างชนิดกัน มีแนวโน้มที่จะเพิ่มพลังงานและความเสถียรอย่างมาก แต่ถูกขัดขวางโดยวัสดุที่ขาดคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของ Li+/e− ความทนทานเชิงกล และเสถียรภาพเชิงโครงสร้างที่เพียงพอ ในที่นี้ เราขอเสนอ Li1.3Fe1.2Cl4 ซึ่งเป็นวัสดุฮาไลด์ที่คุ้มค่าและเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ได้ Li1.3Fe1.2Cl4 ใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยารีดอกซ์ Fe2+/Fe3+ แบบกลับคืนได้และการขนส่ง Li+/e− อย่างรวดเร็วภายในกรอบการทำงาน ทำให้มีความหนาแน่นพลังงานอิเล็กโทรดที่ 529.3 Wh/kg− เมื่อเทียบกับ Li+/Li ที่สำคัญ Li1.3Fe1.2Cl4 แสดงคุณสมบัติเชิงพลวัตที่เป็นเอกลักษณ์ระหว่างรอบวงจร รวมถึงการเคลื่อนตัวของ Fe เฉพาะจุดแบบกลับคืนได้และการเปลี่ยนผ่านจากเปราะไปเป็นเหนียว ซึ่งนำไปสู่พฤติกรรมการซ่อมแซมตัวเอง วิธีนี้ช่วยให้เกิดความเสถียรในการหมุนเวียนที่ยอดเยี่ยม โดยรักษาความจุไว้ได้ถึง 90% เป็นเวลา 3,000 รอบที่อัตรา 5 องศาเซลเซียส การผสมผสาน Li1.3Fe1.2Cl4 เข้ากับออกไซด์แบบชั้นที่อุดมด้วยนิกเกิล ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็น 725.6 วัตต์-ชั่วโมง (กก.) ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเชิงกลพลวัตและการแพร่กระจายอันเป็นประโยชน์ของฮาไลด์แบบออลอินวัน งานวิจัยนี้จึงสร้างฮาไลด์แบบออลอินวันให้เป็นเส้นทางสำหรับแคโทดที่มีความหนาแน่นของพลังงานและทนทานในแบตเตอรี่โซลิดสเตตแบบออลอินวันรุ่นใหม่

อ้างอิง

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09153-1

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์กำลังเป็นผู้ชนะในการแข่งขันแบตเตอรี่โซลิดสเตทใช่หรือไม่?

2025-09-08 | Jerry Huang

หมายเหตุจากบรรณาธิการ: แบตเตอรี่ลิเธียมแบบโซลิดสเตทมีอิเล็กโทรไลต์อยู่ 4 ประเภท ได้แก่ โพลิเมอร์ ออกไซด์ ซัลไฟด์ และเฮไลด์ ซึ่งแต่ละประเภทมีคุณสมบัติเฉพาะตัว:

อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมโพลิเมอร์

แบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้วัสดุพอลิเมอร์เป็นอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งมีทั้งความยืดหยุ่นและการนำไฟฟ้าไอออนสูง ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นทางเลือกชั่วคราวสำหรับแบตเตอรี่กึ่งแข็ง นอกจากนี้ยังขึ้นรูปได้ง่าย แต่ความเสถียรในการใช้งานระยะยาวนั้นยังต้องได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติม

อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมออกไซด์

อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้ซึ่งผลิตจากวัสดุอย่างเช่นลิเธียมออกไซด์ มีต้นทุนต่ำและมีความเสถียรดี แต่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนค่อนข้างต่ำ

อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมซัลไฟด์

อิเล็กโทรไลต์เหล่านี้ซึ่งมีส่วนประกอบหลักเป็นลิเธียมซัลไฟด์ มีคุณสมบัติเด่นคือ นำไฟฟ้าได้ดีที่อุณหภูมิห้อง และเข้ากันได้ดีกับพื้นผิว ทำให้เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพทางการค้ามากที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีทั้งหมด อย่างไรก็ตาม วัสดุซัลไฟด์มีข้อเสียคือ เสถียรภาพทางเคมีต่ำ และต้นทุนการผลิตสูง

อิเล็กโทรไลต์ลิเธียมเฮไลด์

อิเล็กโทรไลต์ของแข็งประเภทเฮไลด์มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและทนต่อการออกซิเดชัน แต่ยังคงอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการและยังไม่ชัดเจนถึงโอกาสในการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์

คุณลักษณะทั่วไป

แบตเตอรี่โซลิดสเตท (ASS) ใช้สารผงอนินทรีย์แทนอิเล็กโทรไลต์เหลวแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความหนาแน่นของพลังงานอย่างมาก อย่างไรก็ตาม วิธีการทางเทคนิคที่แตกต่างกันนั้นมีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านต้นทุนและความพร้อมของกระบวนการ ตัวอย่างเช่น วิธีการใช้ซัลไฟด์ให้การนำไฟฟ้าสูง แต่มีเสถียรภาพทางเคมีต่ำ ในขณะที่วิธีการใช้พอลิเมอร์ก็ประสบปัญหาในด้านอายุการใช้งาน ผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวว่า การผลิตแบตเตอรี่ ASS ในเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ในที่สุดจะต้องอาศัยโซลูชันจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงการตกตะกอนฟิล์มบาง การตรวจสอบความแม่นยำระดับสายการผลิต และระบบสุญญากาศ ตลอดจนโซลูชันอื่นๆ เช่น การสร้างโครงสร้างฟิล์มบางและระดับไมโครนาโน เชื่อกันว่ากระบวนการนี้จะใช้เวลาอีกเจ็ดถึงสิบปีจึงจะสำเร็จ

เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตทกำลังอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านที่สำคัญจากต้นแบบในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งต้องการการปรับปรุงกรอบการประเมินอย่างเป็นระบบ ในระยะห้องปฏิบัติการจะเน้นที่ตัวชี้วัดประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าเป็นหลัก (เช่น ความหนาแน่นของพลังงาน อายุการใช้งาน และความสามารถในการจ่ายกระแส) ในขณะที่เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตทในระดับอุตสาหกรรมนั้นต้องการการกำหนดเกณฑ์การประเมินแบบหลายมิติ:

1. การประเมินที่ครอบคลุมมากขึ้น: การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมต้องคำนึงถึงปัจจัยเชิงระบบ ได้แก่ ความสามารถในการขยายขนาดและความเป็นไปได้ (รวมถึงความเข้ากันได้ของกระบวนการ การควบคุมผลผลิต ฯลฯ) ความพร้อมของห่วงโซ่อุปทาน (รวมถึงการจัดหาวัตถุดิบที่สำคัญ การสนับสนุนอุปกรณ์เฉพาะทาง ฯลฯ) และต้นทุนตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด (ครอบคลุมการจัดหาวัตถุดิบ การผลิต การรีไซเคิล ฯลฯ)

2. การเพิ่มประสิทธิภาพด้านเทคโนโลยีและต้นทุน: การพัฒนาอุตสาหกรรมต้องการความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างข้อมูลทางเทคนิคและต้นทุน รวมถึงความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าและต้นทุนการผลิต การเลือกวัสดุและความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทาน ความสมดุลระหว่างความซับซ้อนของกระบวนการผลิตและความสามารถในการขยายขนาด

3. การประเมินอย่างเป็นระบบ: การปฏิบัติตามข้อกำหนดหลัก ได้แก่ ความสม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมาก (มาตรฐานการควบคุมคุณภาพ 6σ) การรับรองด้านความปลอดภัย (เช่น การปฏิบัติตามมาตรฐาน UL 9540A และมาตรฐานสากลอื่นๆ) และการออกแบบกำลังการผลิตของสายการผลิตเดียวที่มีกำลังการผลิต ≥2GWh เป็นต้น

ศาสตราจารย์กัวมีความเห็นที่แตกต่างออกไปเกี่ยวกับการที่โพลิเมอร์ลิเธียมจะได้รับชัยชนะในการแข่งขันแบตเตอรี่โซลิดสเตทเหนือกว่าอิเล็กโทรไลต์ลิเธียมซัลไฟด์ ลองมาดูงานวิจัยจากทีมของซิน กัวกัน ขอบคุณมากสำหรับความพยายามอย่างยิ่งยวดของนักวิจัยทุกท่าน

เชิงนามธรรม

แบตเตอรี่โซลิดสเตท (SSBs) มีศักยภาพที่จะปฏิวัติการจัดเก็บพลังงาน โดยนำเสนอความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิม ในบรรดาอิเล็กโทรไลต์ของแข็งต่างๆ โพลิเมอร์โดดเด่นด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ผสมผสานกันอย่างลงตัว ทั้งความสามารถในการแปรรูป ความยืดหยุ่นทางกล และความหลากหลายทางเคมี บทความนี้จะสำรวจว่าทำไมโพลิเมอร์จึงมีศักยภาพที่จะเป็นผู้นำในการพัฒนา SSBs เชิงพาณิชย์ ข้อดีโดยธรรมชาติของโพลิเมอร์ เช่น การสัมผัสกับอิเล็กโทรดที่ดีเยี่ยม การนำไฟฟ้าไอออนที่ปรับได้ และความเข้ากันได้กับวิธีการผลิตที่สามารถขยายขนาดได้ รวมถึงความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญที่โพลิเมอร์เผชิญ เช่น เสถียรภาพทางความร้อนที่จำกัด ช่วงทางเคมีไฟฟ้าที่แคบ และการเสื่อมสภาพของพื้นผิวสัมผัส จะได้รับการตรวจสอบในบทความนี้ งานวิจัยนี้เน้นย้ำถึงแนวทางแก้ไขที่เกิดขึ้นใหม่จากการวิจัยล่าสุด รวมถึงการออกแบบโมเลกุลของโพลิเมอร์ วัสดุคอมโพสิตโพลิเมอร์-เซรามิก และกลยุทธ์การพอลิเมอไรเซชันแบบในแหล่งกำเนิด ในทางตรงกันข้ามกับระบบออกไซด์และซัลไฟด์ ซึ่งเผชิญกับอุปสรรคสำคัญในด้านต้นทุน ความสามารถในการผลิต และการบูรณาการ อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้โพลิเมอร์เป็นพื้นฐานจึงเป็นเส้นทางที่สมจริงและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจสำหรับการใช้งานในวงกว้าง ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในการออกแบบวัสดุและกระบวนการทางอุตสาหกรรม โพลิเมอร์จึงไม่เพียงแต่มีความสามารถในการแข่งขันเท่านั้น แต่ยังเป็นผู้นำในการเปลี่ยนผ่านไปสู่แบตเตอรี่โซลิดสเตทเจเนอเรชั่นใหม่ด้วย

เอกสารอ้างอิง

https://doi.org/10.1002/advs.202510481

ข่าวล่าสุด: ขั้วบวกซิลิคอนผสมโบรอนทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นถึง 3 เท่า

2025-06-29 |

เชิงนามธรรม

การรักษาเสถียรภาพของเฟสอินเตอร์เฟสของอิเล็กโทรไลต์แบบของแข็ง (SEI) ยังคงเป็นความท้าทายสำคัญสำหรับขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ซิลิกอน การผสมซิลิกอนกับธาตุรอง เช่น โบรอน ได้กลายเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มดีในการปรับปรุงอายุการทำงานของขั้วบวกของซิลิกอน แต่กลไกพื้นฐานยังคงไม่ชัดเจน เพื่อแก้ไขช่องว่างของความรู้นี้ ความเข้มข้นของโบรอนมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อย่างไรจึงได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอายุการทำงานของวงจรที่เกือบจะเป็นเอกภาพโดยมีปริมาณโบรอนสูงกว่า โดยอิเล็กโทรดที่มีโบรอนสูงนั้นมีประสิทธิภาพเหนือกว่าซิลิกอนบริสุทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ขั้วบวกของโลหะผสมซิลิกอน-โบรอนยังมีอายุการใช้งานตามปฏิทินยาวนานกว่าซิลิกอนบริสุทธิ์เกือบสามเท่า จากการวิเคราะห์เชิงกลไกโดยละเอียด ปัจจัยสนับสนุนอื่นๆ ถูกตัดออกอย่างเป็นระบบ และมีข้อเสนอว่าการทำให้เฉื่อยที่ปรับปรุงดีขึ้นนั้นเกิดจากไดโพลถาวรที่แข็งแกร่งบนพื้นผิวของอนุภาคนาโน ไดโพลนี้ซึ่งเกิดจากโบรอนที่มีการประสานงานไม่เพียงพอและเป็นกรดลูอิสสูง จะสร้างชั้นไอออนที่มีความหนาแน่นคงที่ ซึ่งจะทำให้ส่วนต่อประสานทางเคมีไฟฟ้ามีเสถียรภาพ ลดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ปรสิต และเพิ่มเสถียรภาพในระยะยาว ผลการวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าภายในกรอบงาน SEI ชั้นคู่ไฟฟ้าถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการทำปฏิกิริยากับพื้นผิว ข้อมูลเชิงลึกนี้ช่วยให้สามารถหาพื้นที่พารามิเตอร์ที่ยังไม่ได้สำรวจเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแอโนดซิลิกอนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นต่อไปได้

อ้างอิง

ภาษาไทย: https://doi.org/10.1002/aenm.202501074

LiTFSI สร้างความแตกต่างให้กับแบตเตอรี่โซเดียม-โลหะอย่างไร?

2025-06-29 |

หมายเหตุของบรรณาธิการ: แบตเตอรี่โซเดียม-เมทัลมีความสำคัญต่อการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่ในฐานะอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีต้นทุนต่ำ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์และ SEI จำกัดอายุการใช้งานและอัตราการชาร์จ/คายประจุของแบตเตอรี่โซเดียม-เมทัล LiTFSI สร้างความแตกต่างให้กับแบตเตอรี่โซเดียม-เมทัลอย่างไร นี่คือตัวอย่าง ขอบคุณการวิจัยพิเศษจากทีม Shuang Wan

เชิงนามธรรม

การสร้างอินเตอร์เฟสอิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่มีอนินทรีย์และแข็งแรง (SEI) เป็นหนึ่งในแนวทางที่สำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่โซเดียมเมทัล (SMB) อย่างไรก็ตาม การนำไฟฟ้าต่ำและการกระจายตัวของสารอนินทรีย์ทั่วไปใน SEI จะรบกวนการแพร่กระจายของ Na+ และทำให้เกิดการสะสมของโซเดียมที่ไม่สม่ำเสมอ ที่นี่ เราสร้าง SEI ที่ไม่ซ้ำใครด้วยสารอนินทรีย์ที่มีการนำไฟฟ้าสูงที่กระจายอย่างสม่ำเสมอโดยการนำ LiTFSI ที่เสียสละตัวเองเข้าไปในอิเล็กโทรไลต์คาร์บอเนตที่เป็นเกลือโซเดียม ผลกระทบจากการแข่งขันที่ลดลงระหว่าง LiTFSI และ FEC อำนวยความสะดวกในการสร้าง SEI ด้วยสารอนินทรีย์ที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ ซึ่ง Li3N ที่มีการนำไฟฟ้าสูงและสารอนินทรีย์จะให้โดเมนการขนส่งไอออนอย่างรวดเร็วและไซต์นิวเคลียสที่มีฟลักซ์สูงสำหรับ Na+ จึงเอื้อต่อการสะสมโซเดียมอย่างรวดเร็วในอัตราที่สูง ดังนั้น SEI ที่ได้จาก LiTFSI และ FEC ทำให้เซลล์ Na∥Na3V2(PO4)3 สามารถรักษาความจุได้ 89.15% (87.62 mA hg–1) ในอัตราสูงสุดที่ 60 องศาเซลเซียส หลังจาก 10,000 รอบ ในขณะที่เซลล์ที่ไม่มี LiTFSI สามารถรักษาความจุได้เพียง 48.44% แม้จะผ่านไป 8,000 รอบแล้วก็ตาม ยิ่งไปกว่านั้น เซลล์ถุง Na∥Na3V2(PO4)3 ที่มี SEI พิเศษนั้นสามารถรักษาความจุได้อย่างเสถียรที่ 92.05% ที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส หลังจาก 2,000 รอบ การออกแบบ SEI ที่เป็นเอกลักษณ์นี้แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์ใหม่ในการขับเคลื่อน SMB ให้ทำงานภายใต้เงื่อนไขอัตราสูงสุด

ลิขสิทธิ์ © 2023 สมาคมเคมีอเมริกัน

อ้างอิง

ภาษาไทย: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224

LiTFSI ให้ความช่วยเหลือที่ยอดเยี่ยมสำหรับประสิทธิภาพสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบโซลิดสเตตที่ใช้ซัลไฟด์

2025-06-27 |

หมายเหตุของบรรณาธิการ: LiTFSI, CAS: 90076-65-6 ช่วยในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตตทั้งหมดที่ใช้ซัลไฟด์ได้อย่างไร นี่คือตัวอย่าง ขอบคุณการวิจัยอันยอดเยี่ยมจากทีมงาน Fangyang Liu

เชิงนามธรรม

หน้าต่างไฟฟ้าเคมีที่แคบของอิเล็กโทรไลต์ซัลไฟด์สามารถนำไปสู่กลไกความล้มเหลวที่แตกต่างกันที่อินเทอร์เฟซของด้านแคโทดและแอโนด การแนะนำกลยุทธ์การปรับเปลี่ยนที่แตกต่างกันสำหรับด้านแคโทดและแอโนดทำให้กระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตตทั้งหมดที่ใช้ซัลไฟด์ (ASSLB) มีความซับซ้อนมากขึ้น ในงานนี้ มีการใช้กลยุทธ์การปรับเปลี่ยนแบบบูรณาการโดยการนำเปลือกลิเธียมบิส(ไตรฟลูออโรมีเทนซัลโฟนิล)อิไมด์ (LiTFSI) มาใช้ในระหว่างกระบวนการกลั่นแบบเปียกของ Li6PS5Cl (LPSC) ซึ่งสร้างอินเทอร์เฟซฟลูออรีนที่แข็งแรงได้สำเร็จทั้งในด้านแคโทดและแอโนดพร้อมกัน ในด้านแอโนดลิเธียม การนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่ลดลงของ LiTFSI@LPSC และการสร้างอินเทอร์เฟซฟลูออรีนสามารถยับยั้งการเติบโตของเดนไดรต์ลิเธียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งได้รับการยืนยันเพิ่มเติมด้วยการคำนวณทฤษฎีความหนาแน่น-ฟังก์ชัน (DFT) ส่งผลให้เซลล์ Li|LiTFSI@LPSC|Li มีความหนาแน่นของกระแสวิกฤตสูงถึง 1.6 mA cm−2 และประสิทธิภาพการทำงานแบบรอบคงที่นานกว่า 1,500 ชั่วโมงที่ 0.2 mA cm−2 ในด้านแคโทด LiTFSI@LPSC ไม่เพียงแต่ปรับปรุงการขนส่ง Li+ ภายในแคโทดคอมโพสิตเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงเปลือก LiTFSI ในตำแหน่งที่สลายตัวเป็นเฟสอิเล็กโทรไลต์แคโทดที่ใช้ LiF (CEI) อีกด้วย โดยสามารถรักษาความจุได้ 98.6% หลังจาก 500 รอบที่อุณหภูมิ 2C ด้วย LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 (NCM83) ที่แรงดันตัดสูง 4.6 V LiTFSI@LPSC ที่มีฟังก์ชันช่วยให้ปรับเปลี่ยนอินเทอร์เฟซได้อย่างครอบคลุมและครบวงจรสำหรับทั้งด้านแอโนดและแคโทด ทำให้การออกแบบอินเทอร์เฟซใน ASSLB ที่ใช้ซัลไฟด์ง่ายขึ้นอย่างมากในขณะที่มอบประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม

อ้างอิง

ที่มา: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131

มีอะไรใหม่ในแอปพลิเคชัน LiTFSI?

2025-06-26 | Jerry Huang

ลิเธียมบิส(ไตรฟลูออโรมีเทนซัลโฟนิล)อิไมด์ (LiTFSI) มีสูตรโมเลกุลเคมีคือ C2F6LiNO4S2 เป็นสารอินทรีย์ผลึกสีขาวหรือผงที่มีความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าและความร้อนสูง LiTFSI เป็นสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งสามารถนำไปใช้กับระบบแบตเตอรี่ต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมหลัก แบตเตอรี่ลิเธียมรอง และแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตต

ลิเธียมบิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ (LiTFSI) ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ขึ้นชื่อในเรื่องความเสถียรทางความร้อนและไฟฟ้าเคมีที่ยอดเยี่ยม ด้วยโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์ เกลือลิเธียมนี้สร้างเครือข่ายไอออนแข็งภายในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดความหนืดของสารละลายได้อย่างมาก แต่ยังเพิ่มอัตราการส่งผ่านของลิเธียมไอออนได้อย่างมากอีกด้วย คุณสมบัตินี้แปลโดยตรงเป็นประสิทธิภาพสูงในกระบวนการชาร์จและปล่อยประจุแบตเตอรี่ ทำให้ LiTFSI เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตต LiTFSI แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพเชิงบวกอย่างมากในการวิจัยแบตเตอรี่โซเดียมเมทัล (SMB) และคาดว่าจะผลักดันให้เกิดนวัตกรรมใหม่ๆ เพิ่มเติมในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม ความเสถียรของประสิทธิภาพการทำงานของ LiTFSI ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและเป็นระบบเป็นปัญหาเร่งด่วนที่ต้องแก้ไขในการวิจัยปัจจุบัน

ลิเธียมบิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ (LiTFSI) เริ่มมีการนำไปใช้งานในแบตเตอรี่ประเภทใหม่ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโซลิดสเตต รวมถึงแบตเตอรี่โซลิดสเตตโพลิเมอร์ แบตเตอรี่โซลิดสเตตซัลไฟด์ และแบตเตอรี่โซลิดสเตตออกไซด์ LiTFSI ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ รวมถึงบทบาทในการป้องกันขั้วบวก อำนวยความสะดวกในการชาร์จอย่างรวดเร็ว และส่งเสริมข้อได้เปรียบสูงในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ลิเธียมบิส(ไตรฟลูออโรมีเทนซัลโฟนิล)อิไมด์เป็นสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ที่สำคัญชนิดหนึ่งสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม ซึ่งสามารถปรับปรุงเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้า ประสิทธิภาพการทำงานเป็นรอบ และสภาพนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ และมีผลกัดกร่อนน้อยลงบนแผ่นอลูมิเนียมที่แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าได้