ไม่ต้องสงสัยเลย เราทุกคนจะได้ประโยชน์จากอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้นในแล็ปท็อป ไฮบริด และอุปกรณ์พกพาอื่นๆ ของเรา น่าเสียดายปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) เข้าถึงศักยภาพของมันได้ค่อนข้างมาก และวิธีเดียวที่จะเพิ่มเวลาการทำงานแบบถอดปลั๊กในอุปกรณ์พกพาของเราก็คือทำให้แบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ใช้การได้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการเกียร์ที่เบากว่าและบางกว่ามาก เราต้องการสิ่งใหม่ วิธีเพิ่มความจุในการจัดเก็บข้อมูลอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องสร้างอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ใหญ่ขึ้น
วิดีโอแนะนำ
เมื่อเร็วๆ นี้ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือของกระทรวงพลังงาน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีรูปแบบใหม่ที่สามารถเก็บพลังงานได้ "อย่างน้อย" สองเท่าของแบตเตอรี่ไฮบริดหรือแล็ปท็อปทั่วไป ในกรณีนี้ วิธีการนี้ต้องใช้ซิลิคอนคล้ายฟองน้ำ มีการเสนอ "ความก้าวหน้า" การปรับปรุงแบตเตอรี่อื่นๆ ที่เสนอมา แต่อาจจะเกิดขึ้นหรือไม่ก็ได้ และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เพียงแต่มีความน่าเชื่อถือสูงเท่านั้น แต่ยังค่อนข้างยุ่งยากในการปรับใช้อีกด้วย
ทำไมต้องซิลิคอน?
ปัจจุบัน LIB เกือบทั้งหมดใช้อิเล็กโทรดกราไฟท์ในการเก็บและการคายพลังงาน LIB แบบเดิมเหล่านี้กักเก็บพลังงานน้อยกว่าอิเล็กโทรดแบบซิลิคอนถึง 10 เท่า แม้ว่าสูตรทางคณิตศาสตร์จะซับซ้อน แต่ในโลกที่สมบูรณ์แบบ แบตเตอรี่ที่ใช้ซิลิคอนจะให้พลังงานแก่คุณถึง 10 เท่า อย่างไรก็ตาม เมื่อคำนึงถึงสิ่งอื่นๆ ที่ต้องพิจารณา เช่น เคมีของแบตเตอรี่ อิเล็กโทรดซิลิคอน (บางครั้งเรียกว่า
ขั้วบวกs) สามารถกักเก็บพลังงานได้สองเท่าหรืออาจเป็นสามเท่าจากมาตรฐานปัจจุบันปัญหาในการใช้ซิลิคอนในอดีตคือการดูดซับลิเธียมไอออนมากเกินไป (จำเป็นสำหรับการจัดเก็บและช่วยสร้างพลังงาน) ซึ่งมักจะขยายตัวได้มากถึง 400 เปอร์เซ็นต์ของมวลในระหว่างนั้น กำลังชาร์จ อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาทุกประเภท รวมถึง (แต่ไม่จำกัดเพียง) การแตกหักของตัวเรือนแบตเตอรี่ มันไม่สามารถใช้งานได้เลย จนกระทั่งห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือของกระทรวงพลังงานได้คิดค้นอิเล็กโทรดซิลิคอนที่เรียกว่า "ฟองน้ำซิลิคอน mesoporous” ที่ขยายตัวได้เพียง 30 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น
พูดง่ายๆ ก็คือฟองน้ำซิลิกอน mesoporous เป็นชิ้นส่วนของซิลิคอนที่มีรูพรุน เมื่อดูดซับลิเธียมไอออนแทนที่จะขยายตัวออกไปด้านนอก ซิลิคอนจะเพิ่มมวลโดยการเติมรูลงในรู ด้วยขีดจำกัดการขยาย 30 เปอร์เซ็นต์ อิเล็กโทรดที่ใช้ซิลิกอนจะมีความเข้มข้นของพลังงานประมาณ 750 mAh ต่อกรัม หรือประมาณสองเท่าของอิเล็กโทรดที่ใช้กราไฟท์ นอกจากนี้ อิเล็กโทรดซิลิคอนยังได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความยืดหยุ่น โดยแบตเตอรี่ต้นแบบสามารถรักษาความจุไว้ได้ 80 เปอร์เซ็นต์หลังจากการชาร์จ 1,000 ครั้ง
เราจะเห็นแบตเตอรี่ใหม่เหล่านี้เมื่อใด
ขั้นตอนเชิงตรรกะถัดไปของห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือของกระทรวงพลังงานคือการสร้างต้นแบบที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งบางทีอาจมีขนาดใหญ่พอที่จะจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์เคลื่อนที่ทั่วไป ขณะเดียวกันในขณะที่เรารอให้นักวิทยาศาสตร์ของรัฐพัฒนาเทคโนโลยีต่อไป บริษัทสตาร์ทอัพ Silicon Valley ในชื่อ “แอมพริอุส” ขณะนี้อยู่ระหว่างการพัฒนาและจำหน่ายผลิตภัณฑ์เหล่านี้เช่นกัน
จริงอยู่ที่ว่าอัตราการดูดซับพลังงานลิเธียมไอออนที่ใช้ซิลิคอนของ Amprius นั้นต่ำกว่ามาก (กักเก็บพลังงานได้มากกว่ากราไฟท์เพียง 10-50 เปอร์เซ็นต์) แต่จนถึงขณะนี้ ผลลัพธ์ได้รับการสนับสนุนมากพอที่จะแนะนำว่าซิลิคอนสามารถมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์พกพาของเราได้เป็นอย่างดี และบางทีด้วย เร็วๆ นี้.
คำแนะนำของบรรณาธิการ
- วิธีดูแลแบตเตอรี่แล็ปท็อปของคุณและยืดอายุการใช้งาน
อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร
