Solidion Technology เพิ่งมีความก้าวหน้าที่น่าประทับใจอย่างมากในวงการแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ โดยสามารถทำให้เกิดค่าความหนาแน่นพลังงานที่ระดับ 380 Wh/kg ซึ่งเป็นตัวเลขที่สร้างความสนใจไปทั่วทั้งอุตสาหกรรม แล้วตัวเลขนี้มีความหมายอย่างไรต่อการใช้งานจริง? ลองนึกถึงรถยนต์ไฟฟ้า หรือพาวเวอร์แบงค์แบบพกพาที่เราพกติดตัวกันในปัจจุบัน เมื่อบริษัทสามารถทำได้ถึงระดับความหนาแน่นพลังงานสูงขนาดนี้ มันหมายความว่าเราจะสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้นานขึ้นระหว่างการชาร์จ สำหรับผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้า แปลว่าสามารถขับขี่ได้ไกลขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องแวะชาร์จไฟที่สถานีชาร์จ ส่วนอุปกรณ์พกพาก็จะสามารถใช้งานต่อเนื่องได้ยาวนานยิ่งขึ้นเช่นกัน เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเทียม-ไอออนทั่วไปที่มีค่าความหนาแน่นพลังงานสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 260 Wh/kg สิ่งที่ Solidion ทำได้นั้นนับว่าเป็นความสำเร็จที่สำคัญมาก แม้ตัวเลขอาจดูแตกต่างกันไม่มากบนกระดาษ แต่ในทางปฏิบัตินั้น ตัวเลขนี้แสดงถึงการก้าวกระโดดครั้งใหญ่สำหรับผู้ที่ต้องการลดความถี่ในการชาร์จไฟ โดยยังคงประสิทธิภาพการใช้งานไว้ได้
เทคโนโลยีนี้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในเรื่องพลังงานสะอาด และการประหยัดต้นทุนการผลิต แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ใช้ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งเป็นวัสดุที่หาได้ทั่วไปและมีราคาถูกกว่าวัสดุอื่น ๆ ที่ใช้ในแบตเตอรี่ปัจจุบัน การเปลี่ยนมาใช้วัสดุนี้ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการผลิตได้อย่างมาก แต่ยังคงประสิทธิภาพในการเก็บพลังงานได้ดี ยิ่งไปกว่านั้น ผู้ผลิตยังไม่จำเป็นต้องใช้จ่ายเงินจำนวนมากกับโลหะราคาแพงอย่างโคบอลต์หรือนิกเกิลอีกต่อไป ต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่นี้คาดว่าจะลดลงต่ำกว่า 65 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นทางเลือกที่สามารถซื้อหามาใช้งานได้จริงสำหรับผู้บริโภคจำนวนมาก ลองพิจารณาแบตเตอรี่ขนาด 100 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีนี้ แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถขับขี่รถยนต์ได้ระยะทางประมาณ 500 ไมล์ และมีราคาประมาณ 6,500 ดอลลาร์สหรัฐ การตั้งราคาเช่นนี้ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีราคาใกล้เคียงกับรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปแบบดั้งเดิม
ความก้าวหน้านี้ได้แก้ปัญหาหลักที่เคยค้างคามานานหลายปีของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ โดยเฉพาะในเรื่องอายุการใช้งานที่ชาร์จได้ไม่นาน และประสิทธิภาพที่ยังสู้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปไม่ได้ นักวิจัยยังคงมีการพัฒนาเพื่อให้แบตเตอรี่ประเภทนี้ใช้งานได้นานขึ้นและมีประสิทธิภาพดีขึ้น โดยใช้แนวทางเช่น อิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็ง หรือการออกแบบแคโทดที่ทันสมัยใหม่ เมื่อมีการพัฒนาเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง จึงมีเหตุผลที่เชื่อได้ว่า แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์จะมีบทบาทสำคัญในอนาคตของการจัดเก็บพลังงานในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท
ปัญหาใหญ่ที่เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์คือสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า ปรากฏการณ์ชัตเทิลเอฟเฟกต์ (shuttle effect) โดยพื้นฐานแล้วสารประกอบเคมีบางชนิดที่เรียกว่าโพลีซัลไฟด์จะเคลื่อนที่ไปมาภายในแบตเตอรี่และทำให้ความสามารถในการจ่ายไฟลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะเวลาที่ใช้งาน ซึ่งส่งผลให้สมรรถนะโดยรวมของแบตเตอรี่ถูกลดทอนลงและอายุการใช้งานสั้นลงก่อนที่จะต้องเปลี่ยนใหม่ แต่ข่าวดีคือมีงานวิจัยล่าสุดที่ศึกษาเกี่ยวกับวัสดุคาร์บอนนาโนทิวบ์ว่าอาจเป็นคำตอบของปัญหานี้ เมื่อเพิ่มวัสดุคอมโพสิตพิเศษเหล่านี้เข้าไปในส่วนประกอบของแบตเตอรี่ จะช่วยเพิ่มทั้งการนำไฟฟ้าและเสถียรภาพของโครงสร้าง ส่งผลให้สารโพลีซัลไฟด์ที่เป็นปัญหาเคลื่อนที่ได้น้อยลง ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ดีขึ้น และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าที่เคยเห็นมา
งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า การรวมกันของนาโนทิวบ์คาร์บอนกับแคโทดกำมะถัน สามารถเพิ่มทั้งความแข็งแรงเชิงกลและพฤติกรรมทางอิเล็กโทรเคมีในแบตเตอรี่ได้ บทความจาก Advanced Materials ระบุว่า วัสดุคอมโพสิตชนิดนี้ช่วยให้แบตเตอรี่เก็บประจุได้ดีขึ้น และยังคงความเสถียรหลังจากผ่านการชาร์จและใช้งานซ้ำหลายครั้ง สิ่งที่ทำให้เรื่องนี้น่าสนใจสำหรับผู้ผลิตคือ โครงสร้างนาโนทิวบ์ทำงานในระดับพื้นฐานอย่างไร เพื่อเพิ่มสมรรถนะของแคโทดกำมะถัน ซึ่งเป็นความท้าทายหลักในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม-กำมะถันมาเป็นเวลานานหลายปีแล้ว
การควบคุมที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปรากฏการณ์ไชเอทเทิล (shuttle effect) ทำให้แบตเตอรี่ลิเทียมซัลเฟอร์สามารถบรรลุศักยภาพที่มันออกแบบมาให้ทำได้จริง โดยเฉพาะในสภาวะที่ท้าทาย เช่น ที่พบในเทคโนโลยีทางอากาศยาน ซึ่งทั้งความหนาแน่นพลังงานและการทำงานที่เชื่อถือได้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เมื่อเรื่องนี้เกิดขึ้น เราจะได้ระบบการเก็บพลังงานที่มีสมรรถนะเหนือกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมทั่วไปในหลายด้าน การพัฒนานี้เปิดโอกาสให้เกิดตัวเลือกในการจัดเก็บพลังงานที่ดีขึ้นในหลากหลายสาขาที่มีอยู่ในปัจจุบัน ตั้งแต่ยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงระบบพลังงานหมุนเวียน ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตต่างมุ่งมั่นพัฒนามาเป็นเวลานาน เพื่อพยายามก้าวข้ามข้อจำกัดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโดชิชาได้พัฒนาอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ติดไฟสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาการจัดเก็บพลังงานให้มีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น สารสูตรใหม่นี้สามารถแก้ปัญหาหนึ่งที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในปัจจุบัน นั่นคือความเสี่ยงที่จะเกิดเพลิงไหม้ระหว่างใช้งานหรือขณะชาร์จไฟ ความก้าวหน้านี้มีความหมายอย่างมากในหลายอุตสาหกรรมที่ใช้แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงาน ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงศูนย์เก็บพลังงานขนาดใหญ่ แบตเตอรี่ที่ปลอดภัยมากขึ้นหมายถึงอุบัติเหตุที่ลดลงและทรัพย์สินเสียหายที่น้อยลง ซึ่งย่อมสร้างความเชื่อมั่นให้กับผู้บริโภคเมื่อเลือกซื้อผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นใหม่ ผลการทดสอบในห้องทดลองยังให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ โดยแบตเตอรี่ที่ผลิตจากอิเล็กโทรไลต์นี้แสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อการรับอุณหภูมิสูงได้ดีขึ้นมาก แม้ในสภาวะอุณหภูมิที่รุนแรง หากรองค์ประกอบนี้ได้รับการนำไปใช้โดยทั่วไป อาจส่งผลให้ความคาดหวังในประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมเปลี่ยนไป โดยทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้มีความปลอดภัยสูงขึ้น แต่ยังคงความน่าเชื่อถือในฐานะอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานหลักไว้ได้
เทคโนโลยีสถานะคงที่ (Solid state) กำลังมีความก้าวหน้าอย่างมากในแง่ของการเพิ่มความปลอดภัยทั้งในระบบแบตเตอรี่สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมมีปัญหาด้านความปลอดภัยมาโดยตลอด โดยเฉพาะปัญหาเช่น การเกิดปฏิกิริยาความร้อนสูงผิดปกติ (thermal runaway) ที่ทำให้อุณหภูมิสูงจนอันตราย รวมถึงสารอิเล็กโทรไลต์ที่ติดไฟได้ซึ่งอาจก่อให้เกิดเพลิงไหม้ แบตเตอรี่แบบสถานะคงที่และกึ่งสถานะคงที่รุ่นใหม่พยายามแก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยตรง มีรายงานจากอุตสาหกรรมบางฉบับระบุว่า ประมาณ 40% ของการเกิดข้อผิดพลาดในระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน มีสาเหตุมาจากระบบแบตเตอรี่ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการมีทางเลือกที่ดีกว่า ความก้าวหน้าล่าสุดทำให้ระบบแบตเตอรี่ใหม่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงโดยไม่เสียหายหรือลดประสิทธิภาพ เมื่อผู้ผลิตยังคงพัฒนาปรับปรุงต่อไป ผู้ดำเนินการโครงข่ายไฟฟ้าและเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าจะได้ใช้อุปกรณ์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นโดยรวม ความก้าวหน้านี้อาจช่วยเร่งการเปลี่ยนผ่านไปสู่แหล่งพลังงานสะอาดในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภท
การชาร์จแบบควอนตัมกำลังกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างมากในช่วงนี้ และอาจช่วยลดเวลารอที่ใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมที่ยาวนานได้ แนวคิดหลักนั้นอาศัยหลักการของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อเคลื่อนย้ายพลังงานให้รวดเร็วกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมมาก โดยสิ่งที่เรียกว่าการควบคุมการสูญเสียเฟส (controlled dephasing) นั้นทำงานโดยทำให้อนุภาคเล็กๆ เคลื่อนที่ให้สอดคล้องกัน เพื่อให้พลังงานเคลื่อนที่ผ่านได้ดีขึ้น ซึ่งช่วยให้การชาร์จโดยรวมเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยล่าสุดที่ให้ผลลัพธ์น่าพอใจอีกด้วย แบบจำลองต่างๆ ชี้ให้เห็นว่าด้วยเทคนิคนี้ ผู้ใช้สามารถชาร์จอุปกรณ์ของตนเองได้ภายในไม่กี่นาทีแทนที่จะต้องใช้เวลานานถึงชั่วโมง การใช้แนวคิดใหม่นี้เกี่ยวกับการจัดเก็บพลังงานที่อาศัยปรากฏการณ์ควอนตัมนั้น ถือเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียม มันนำมาซึ่งความเร็วที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้นสำหรับการจัดเก็บพลังงาน แม้ว่ายังมีงานอีกมากที่ต้องทำก่อนที่เราจะได้เห็นเทคโนโลยีนี้ในผลิตภัณฑ์จริง แต่นักวิจัยหลายคนเชื่อว่าแนวคิดเหล่านี้จะออกจากห้องปฏิบัติการและเข้าสู่อุปกรณ์ประจำวันของเรา รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคตอันใกล้
วิธีการสร้างแบบจำลองแบบสุ่มกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับการรีไซเคิลแบตเตอรี่และการสร้างเศรษฐกิจหมุนเวียน วิธีการทางคณิตศาสตร์เหล่านี้ทำงานร่วมกับตัวแปรที่ไม่แน่นอนเพื่อพยากรณ์ปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการรีไซเคิลวัสดุ และการประเมินว่ากิจการด้านนี้มีความคุ้มค่าทางการเงินหรือไม่ วิธีการเหล่านี้ช่วยให้บริษัทสามารถค้นหาแนวทางที่ดีกว่าในการกู้คืนทรัพยากรที่มีค่าในขณะเดียวกันก็ลดปริมาณของเสียที่จะถูกนำไปทิ้งในหลุมฝังกลบ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมมีความจำเป็นอย่างยิ่งในขณะนี้ที่ต้องใช้การวิเคราะห์ประเภทนี้ เราพูดถึงสิ่งที่ค่อนข้างน่าตกใจจริง ๆ นั่นคือ การศึกษาแสดงให้เห็นว่ามากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้แล้วไม่เคยถูกส่งกลับเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลเลย สิ่งนี้เป็นข่าวร้ายต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อเริ่มนำวิธีการเชิงความน่าจะเป็นเหล่านี้มาใช้ เรากลับเห็นการปรับปรุงที่ชัดเจนทั้งในด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ ด้วยพัฒนาการใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ จึงยังมีพื้นที่สำหรับการเติบโตในด้านนี้ การจริงจังกับการใช้แบบจำลองเชิงสโตกัสติก (stochastic modeling) อาจเป็นสิ่งที่เชื่อมโยงความต้องการของเราที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องสำหรับโซลูชันการจัดเก็บพลังงานที่เชื่อถือได้ เข้ากับวิธีการจัดการวัสดุที่มีค่าอย่างชาญฉลาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น
แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์กำลังเปลี่ยนวิธีที่เราเก็บพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากมีราคาถูกกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิม อะไรคือสิ่งที่ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้โดดเด่น? พวกมันสามารถจุพลังงานได้มากขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็ก ในขณะที่ต้นทุนการผลิตก็ถูกลงมากสำหรับผู้ผลิต สิ่งนี้หมายความว่าประสิทธิภาพดีขึ้น และพลังงานที่เชื่อถือได้มากขึ้นในเวลาที่ต้องการมากที่สุด แผงโซลาร์เซลล์และกังหันลมผลิตไฟฟ้าในช่วงเวลาที่ไม่แน่นอน ดังนั้นการมีระบบเก็บพลังงานที่ดีจึงมีความสำคัญอย่างมากในการทำให้กระแสไฟฟ้าไหลต่อเนื่อง ตัวอย่างบริษัทที่นำแบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้ไปใช้งานจริงคือบริษัท Oxis Energy การทดสอบของพวกเขาระบุถึงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นเก่า แม้ว่ายังมีพื้นที่สำหรับการพัฒนาต่อไป แต่ความก้าวหน้าเหล่านี้ช่วยให้ระบบพลังงานสะอาดมีราคาถูกลงในการติดตั้งและบำรุงรักษา ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมปัจจุบันเราจึงเห็นธุรกิจต่างๆ หันมาใช้เทคโนโลยีเหล่านี้มากขึ้น แม้จะมีความสงวนใจในเบื้องต้นต่อเทคโนโลยีใหม่ๆ ก็ตาม
การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีลิเทียม-ซัลเฟอร์ กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับสถานีพลังงานแบบพกพา โดยมอบข้อได้เปรียบอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับระบบแบตเตอรี่รุ่นเก่า โมเดลใหม่มีน้ำหนักเบากว่ารุ่นก่อนหน้าอย่างมาก แต่ยังสามารถบรรจุพลังงานได้มากขึ้นในบรรจุภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กลง นอกจากนี้ ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เพราะไม่ต้องใช้วัสดุหายากในการผลิตมากเท่าเดิม เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเทียม-ไอออนทั่วไป แบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ให้สมรรถนะที่ดีกว่า โดยไม่ทิ้งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระดับเดียวกัน ตัวอย่างเช่น บริษัท Sion Power ต้นแบบล่าสุดของพวกเขาแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่เทคโนโลยีนี้ได้ก้าวไปไกลแค่ไหน เมื่อมีบริษัทต่างๆ นำโซลูชันลิเทียม-ซัลเฟอร์มาใช้มากขึ้น เรากำลังเห็นการพัฒนาคุณภาพของพลังงานพกพาอย่างเป็นรูปธรรม การพัฒนาเหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากผู้คนต้องการแหล่งพลังงานสำรองที่เชื่อถือได้ โดยไม่ต้องแลกมาด้วยผลกระทบต่อโลกทั้งในความหมายตรงและเชิงเปรียบเทียบ เมื่อถึงเวลาที่ต้องชาร์จพลังใหม่
การหัน away จากการใช้โคบอลต์ในขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในอุตสาหกรรม ซึ่งได้รับแรงผลักดันหลักจากปัญหาสิ่งแวดล้อมและประเด็นทางจริยธรรม การทำเหมืองโคบอลต์ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศและมีการเชื่อมโยงมานานกับการเอารัดเอาเปรียบแรงงาน ซึ่งรายงานสืบสวนหลายฉบับได้บันทึกไว้อย่างชัดเจน บริษัทต่างๆ จึงกำลังพยายามพัฒนาวิธีการผลิตแบตเตอรี่โดยไม่ต้องพึ่งพาวัสดุที่เป็นข้อถกเถียงนี้ ผลลัพธ์ที่ได้ก็ค่อนข้างน่าพอใจ งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าผู้ผลิตที่เปลี่ยนไปใช้ทางเลือกที่ปราศจากโคบอลต์สามารถลดต้นทุนลงได้ประมาณ 30% การประหยัดต้นทุนนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่องค์กรต่างๆ ต้องการห่วงโซ่อุปทานที่สะอาดกว่า ดังนั้นจึงมีความสมเหตุสมผลทั้งในด้านเศรษฐกิจและจริยธรรม การปกป้องสิ่งแวดล้อมและกำไรของธุรกิจไม่ได้สอดคล้องกันเสมอไป แต่ในกรณีนี้ทั้งสองด้านดูเหมือนจะเดินไปด้วยกัน
การพัฒนาทางเทคโนโลยีที่เราเห็นในที่นี้บ่งชี้ถึงสิ่งที่ใหญ่กว่าซึ่งกำลังเกิดขึ้นโดยรวมในวงการพลังงาน ปัจจุบัน บริษัทต่างๆ ต่างพยายามปรับปรุงกระบวนการทำงานของตนเอง เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีขึ้น พร้อมกับลดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการผลิตแบตเตอรี่ รายงานของอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่า การลดการใช้โคบอลต์สามารถช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้มาก ซึ่งเป็นเรื่องที่เข้าใจได้เมื่อเห็นว่ากฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลกนั้นเข้มงวดขึ้นมากเพียงใด เมื่อองค์กรธุรกิจให้การยอมรับแนวทางใหม่เหล่านี้ พวกเขาไม่เพียงแค่ช่วยเหลือโลกของเราเท่านั้น แต่ยังสามารถนำหน้าคู่แข่งทางธุรกิจได้จริง เนื่องจากลูกค้าให้ความสำคัญกับแหล่งที่มาของผลิตภัณฑ์และผลกระทบของมันมากขึ้นเรื่อยๆ
การจัดการความร้อนยังคงเป็นหนึ่งในปัญหาใหญ่ที่สุดที่เผชิญกับแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงในปัจจุบัน เมื่อแบตเตอรี่เหล่านี้รับความร้อนมากเกินไป ไม่เพียงแต่ประสิทธิภาพจะลดลง แต่ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อความปลอดภัยอย่างร้ายแรง เราได้เห็นรายงานมากมายที่แสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อระบบจัดการความร้อนล้มเหลว ดังนั้นจึงชัดเจนว่าเราต้องการวัสดุที่ดีกว่าและแบบแผนที่ฉลาดกว่าในการแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาปัญหานี้อยู่ กำลังพิจารณาสิ่งต่างๆ เช่น วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials) และโครงสร้างการกระจายความร้อนที่พัฒนาขึ้น ซึ่งอาจช่วยลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เป็นอันตรายได้ ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเชื่อว่าวิธีการเหล่านี้มีความสำคัญอย่างมาก เนื่องจากช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และทำให้แบตเตอรี่ทำงานได้ดีขึ้นโดยรวม ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง หากเราต้องการให้เทคโนโลยีลิเธียมรุ่นใหม่ล่าสุดสามารถเข้าถึงผู้บริโภคได้อย่างมีความหมาย
วิธีการใหม่ๆ ในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่นั้นไม่ได้มีแค่เพียงการรักษาความปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและศักยภาพในการเก็บพลังงานของแบตเตอรี่อีกด้วย เมื่อผู้ผลิตสร้างคุณสมบัติการจัดการความร้อนไว้ภายในโครงสร้างการออกแบบแบตเตอรี่โดยตรง ก็จะช่วยเพิ่มศักยภาพในการจัดเก็บพลังงานรวมถึงประสิทธิภาพของระบบโดยรวมให้ดีขึ้น ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมพบว่า การจัดการความร้อนที่ดีสามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้มากขึ้นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าแหล่งพลังงานจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว เมื่อโลกในปัจจุบันพึ่งพาแหล่งพลังงานที่มีความแข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การควบคุมอุณหภูมิอย่างเหมาะสมจึงยังคงเป็นปัจจัยสำคัญในการผลักดันขีดจำกัดของสิ่งที่แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถให้บริการแก่เราได้
ความก้าวหน้าหลักคือการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานที่บรรลุได้ด้วยเทคโนโลยี Solidion ซึ่งสามารถถึง 380 Wh/kg การพัฒนานี้มีศักยภาพในการเพิ่มระยะทางของรถยนต์ไฟฟ้าและปรับปรุงความสามารถในการใช้งานอย่างต่อเนื่องของระบบพลังงานพกพา พร้อมนำเสนอทางเลือกที่แข่งขันได้สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ใช้กำมะถันเป็นอิเล็กโทรดบวกหลัก ซึ่งมีอยู่อย่างแยะและราคาถูก ทำให้ลดต้นทุนโดยรวมขณะเดียวกันก็ไม่จำเป็นต้องใช้โลหะที่มีราคาแพง เช่น โคบอลต์และนิกเกิล ทำให้การผลิตประหยัดและยั่งยืนมากขึ้น
Shuttle effect เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสารประกอบโพลีซัลไฟด์ซึ่งทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ลดลง ปัญหานี้กำลังได้รับการแก้ไขผ่านการใช้วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนนาโนทูบ ซึ่งช่วยเพิ่มการนำกระแสและความมั่นคง ลดผลกระทบจาก shuttle effect
การออกแบบอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ติดไฟของโรงเรียนเพิ่มความปลอดภัยให้กับแบตเตอรี่โดยการลดความเสี่ยงของการเกิดไฟไหม้ ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญสำหรับทั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่
ควอนตัมชาร์จลดเวลาในการชาร์จอย่างมากผ่านกระบวนการ dephasing ที่ควบคุมได้ ในขณะที่แบบจำลองสโตแคสติกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการรีไซเคิลและสนับสนุนเศรษฐกิจแบตเตอรี่แบบวงจร замыкает เพื่อให้ได้โซลูชันพลังงานที่ยั่งยืนมากขึ้น
