ข่าว SMM วันที่ 13 มิถุนายน:
ในช่วงเวลาที่ภาคส่วนเกี่ยวกับการจัดเก็บพลังงานกำลังแสวงหาความคิดสร้างสรรค์และความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง เซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ ก็ค่อย ๆ ปรากฏตัวและดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวาง ด้วยแนวคิดการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์และข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้ เซลล์เหล่านี้เสนอแนวคิดใหม่ ๆ ในการแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ที่แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมต้องเผชิญ แต่ก็มาพร้อมกับความท้าทายหลายประการที่ต้องแก้ไขอย่างเร่งด่วน
เซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดละทิ้งวัสดุแอโนดแบบดั้งเดิมและใช้ตัวเก็บประจุแอโนดแทน (เช่น ฟอยล์อลูมิเนียม) ในระหว่างการชาร์จครั้งแรก โลหะโซเดียมจากวัสดุแคโทดจะย้ายไปยังพื้นผิวของตัวเก็บประจุแอโนดและสะสมบางส่วน ทำให้เกิดแอโนดที่ใช้งานได้จริง การออกแบบนี้ช่วยลดความซับซ้อนของโครงสร้างแบตเตอรี่อย่างมาก สร้างศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และลดต้นทุน
จากมุมมองของข้อได้เปรียบ เซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ดีในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน ด้วยการลบวัสดุแอโนดออก แบตเตอรี่สามารถรองรับวัสดุที่ใช้งานได้มากขึ้นภายในข้อจำกัดของปริมาตรหรือน้ำหนักเดียวกัน ซึ่งอาจเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างมาก นี่เป็นโชคดีอย่างแน่นอนสำหรับสาขาต่าง ๆ เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า (EVs) และระบบจัดเก็บพลังงาน (ESS) ซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความหนาแน่นของพลังงาน จากความก้าวหน้าในการวิจัยในปัจจุบัน คาดว่า EVs ที่ใช้เซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดในอนาคตอาจมีระยะทางขับขี่ที่ยาวนานขึ้น และระบบจัดเก็บพลังงานจะสามารถจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานของระบบพลังงานทั้งหมด
การลดต้นทุนก็เป็นข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดเช่นกัน โลหะโซเดียมมีอยู่มากมายบนโลกและราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับโลหะหายากอย่างลิเธียม ซึ่งเป็นรากฐานต้นทุนที่มั่นคงสำหรับการใช้งานในวงกว้าง นอกจากนี้ การออกแบบที่ไม่มีแอโนดยังช่วยลดประเภทของวัสดุที่ใช้และขั้นตอนการแปรรูป ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตเพิ่มเติม ทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้น ลดความยากลำบากและความซับซ้อนในการผลิต ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และลดการใช้พลังงานและการปล่อยของเสียในระหว่างการผลิต ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของการพัฒนาที่ยั่งยืน
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดยังไม่สมบูรณ์แบบ และการพัฒนายังคงเผชิญกับอุปสรรคมากมายในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดจะได้รับผลกระทบอย่างมาก ในอุณหภูมิต่ำ อัตราการกระจายตัวของไอออนจะลดลง และกระบวนการลดการละลายของตัวทำละลายจะช้าลง ส่งผลให้มีศักยภาพในการเกิดนิวเคลียสสูงและการเกิดนิวเคลียสโลหะขนาดเล็ก ในระหว่างกระบวนการฝังตัว/ลอกออกซ้ำแล้วซ้ำเล่า อนุภาคเล็กที่มีปฏิกิริยาสูงมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนเป็น "โลหะตาย" ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของคูลอมบ์ในอุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ ชั้นอินเตอร์เฟสของอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (SEI) จะเปราะบางในอุณหภูมิต่ำ และมีแนวโน้มที่จะเกิดการเจริญเติบโตของเส้นใยแก้วด้านแอโนด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่
ยิ่งไปกว่านั้น ปฏิกิริยาสูงของโซเดียมทำให้เกิดการฝังตัวของโซเดียมที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการหมุนเวียน ส่งผลให้เกิดเส้นใยแก้วได้ง่าย เส้นใยแก้วเหล่านี้ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการบริโภคของอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่จำเป็นเท่านั้น แต่ยังอาจทะลุผ่านตัวคั่น ทำให้เกิดการลัดวงจรของแบตเตอรี่และก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง ในขณะเดียวกัน โลหะโซเดียมจะเกิดการขยายตัวของปริมาตรอย่างรุนแรงในระหว่างการฝังตัวและการละลาย ทำให้ชั้น SEI แตกหัก ซึ่งจะยิ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงมากขึ้น ส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของความจุอย่างรวดเร็วและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่สั้นลง
แม้ว่าเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดจะเผชิญกับความท้าทายมากมายในปัจจุบัน แต่การสำรวจอย่างต่อเนื่อง นวัตกรรม และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่กำลังดำเนินอยู่คาดว่าจะช่วยเอาชนะความยากลำบากเหล่านี้ได้อย่างค่อยเป็นค่อยไป ในอนาคต หากเซลล์แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ไม่มีแอโนดสามารถประสบความสำเร็จในการบรรลุความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในวงกว้างได้ จะไม่มีข้อสงสัยเลยว่าจะก่อให้เกิดการปฏิวัติครั้งใหม่ในภาคการจัดเก็บพลังงาน และเป็นแรงผลักดันที่แข็งแกร่งในการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลกและการพัฒนาที่ยั่งยืน
ทีมวิจัยพลังงานใหม่ SMM
Cong Wang 021-51666838
Rui Ma 021-51595780
Disheng Feng 021-51666714
Yanlin Lv 021-20707875
