ເງື່ອນໄຂໃດທີ່ຈຳເປັນສຳລັບຖ່ານໄຟລິເທີຽມ-ອີອົງປະກອບທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ?

ຖ່ານໄຟລິເທີອຽມ-ອີອົງຄະການ ໄດ້ກາຍເປັນສ່ວນຫຼັກຂອງການຈັດເກັບພະລັງງານໃນປັດຈຸບັນ, ຊຶ່ງໃຊ້ໃນທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງ ເລີ່ມຈາກ ລົດໄຟຟ້າ, ລະບົບພະລັງງານທີ່ມາຈາກແຫຼ່ງທຳມະຊາດ, ເຄື່ອງໄຟຟ້າທີ່ສາມາດນຳໄປໃຊ້ໄດ້ທຸກທີ, ແລະ ພະລັງງານສຳ dự ສຳລັບການໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ. ແຕ່ວ່າ ບໍ່ທຸກຖ່ານໄຟລິເທີອຽມ-ອີອົງຄະການເທົ່າທຽມກັນ. ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້, ຄວາມສາມາດໃນການປະຕິບັດງານ, ແລະ ຄວາມປອດໄພຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ການເຂົ້າໃຈເຖິງເງື່ອນໄຂສຳຄັນທີ່ຖ່ານໄຟລິເທີອຽມ-ອີອົງຄະການທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ ຈຶ່ງເປັນສິ່ງຈຳເປັນ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ມີສາມເງື່ອນໄຂຫຼັກທີ່ກຳນົດຄຸນນະພາບຂອງຖ່ານໄຟທີ່ດີ: ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ, ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງ, ແລະ ຄວາມປອດໄພທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້. ບົດຄວາມນີ້ຈະວິເຄາະແຕ່ລະເງື່ອນໄຂຢ່າງລະອຽດ ແລະ ອະທິບາຍວ່າເຫດໃດຈຶ່ງສຳຄັນຕໍ່ການນຳໃຊ້ໃນຊີວິດຈິງ.

ເງື່ອນໄຂທີ່ 1: ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ

ຖ່ານໄຟລິເທີອຽມ-ອີອົງຄະການທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ ຕ້ອງສາມາດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ ແລະ ສາມາດຄາດເດົາໄດ້. ໃນອຸດສາຫະກຳ, ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຖ່ານໄຟມັກຖືກປະເມີນຜ່ານຕົວຊີ້ວັດສອງຢ່າງທີ່ເ ergodic ກັນ: ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຈຳນວນຄັ້ງທີ່ຊາດ (cycle life) ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເວລາ (calendar life).

- ຊຶ່ງຊີວິດ  ໝາຍເຖິງຈຳນວນວົງຈອນການຊາດ-ຄາຍທີ່ສົມບູນຂອງແບດເຕີຣີ່ ທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ກ່ອນທີ່ຄວາມຈຸເຫຼືອຈະຕົກຕ່ຳກວ່າເກນທີ່ກຳນົດໄວ້ —ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 80% ຂອງຄວາມຈຸທີ່ກຳນົດເດີມ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ຖ້າຜູ້ຜະລິດອ້າງວ່າມີ 2,000 ວົງຈອນ ແບດເຕີຣີ່ຄວນຈະຍັງຮັກສາຄວາມຈຸໄວ້ຢ່າງໜ້ອຍ 80% ຫຼັງຈາກວົງຈອນດັ່ງກ່າວ ໃນເງື່ອນໄຂການທົດສອບທີ່ມາດຕະຖານ.

- ອາຍຸການໃຊ້ງານຕາມປີ  ໝາຍເຖິງເວລາທັງໝົດທີ່ແບດເຕີຣີ່ສາມາດຢູ່ໃນສະພາບທີ່ໃຊ້ງານໄດ້ —ວ່າຈະຖືກໃຊ້ງານຢ່າງເຕັມທີ່ ຫຼື ເກັບໄວ້ —ກ່ອນທີ່ຄວາມຈຸເຫຼືອຈະຕົກຕ່ຳກວ່າເກນ 80% ເດີມ. ການເຖົ້າຕາມເວລາເກີດຂື້ນຈາກປະຕິກິລິຍາເຄມີຂ້າງຄຽງ ເຖິງແມ່ນວ່າແບດເຕີຣີ່ຈະບໍ່ໄດ້ຖືກໃຊ້ງານກໍຕາມ.

ຈຸດສິ້ນສຸດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານ ມັກຖືກກຳນົດເປັນຈຸດທີ່ຄວາມຈຸຂອງແບດເຕີຣີ່ຫຼຸດລົງເຖິງ 80% ຂອງຄວາມຈຸທີ່ກຳນົດ ໃນເງື່ອນໄຂມາດຕະຖານ (ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 25 °ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມ C, ຄວາມກົດດັນອາກາດມາດຕະຖານ, ແລະ ອັດຕາການປ່ອຍທີ່ 0.2C). ຄວນສັງເກດວ່າ ອາຍຸການຂອງວຟິງ (cycle life) ໂດຍທົ່ວໄປຈະຖືກຄຳນວນໂດຍອີງໃສ່ວຟິງທີ່ເຕັມຮູບແບບ (full charge-discharge cycles). ໃນເວລາທີ່ເຮັດວຽກ, ປະຕິກິລິຍາເຄມີ-ໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ສາມາດກັບຄືນໄດ້ພາຍໃນເຊວ (cell) —ເຊັ່ນ: ການແຕກຕົວຂອງອີເລັກໂтрອໄລທ໌ (electrolyte decomposition) ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຂອງວັດສະດຸທີ່ເປັນເຄື່ອງຕົ້ນ (active material degradation) —ເຮັດໃຫ້ຄວາມຈຸຫຼຸດລົງຢ່າງຊ້າໆ. ພຶ້ນຖານທາງການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອັດຕາການປ່ອຍທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມຈຸຫຼຸດລົງໄວຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ການປ່ອຍທີ່ຕ່ຳລົງຈະເຮັດໃຫ້ຄ່າຄວາມຕ້ານຂອງແບດເຕີຣີ່ຢູ່ໃກ້ກັບສະພາບດຸນ (equilibrium) ຫຼາຍຂຶ້ນ, ສະເໜີພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ຍາວອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ແທ້ຈິງ.

ສຳລັບການນຳໃຊ້ເຊັ່ນ: ລົດໄຟຟ້າ (electric vehicles), ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນເຄືອຂ່າຍ (grid energy storage), ແລະ ລະບົບ UPS, ອາຍຸການຂອງວຟິງ (cycle life) ແລະ ອາຍຸການຕາມເວລາ (calendar life) ທີ່ຍາວນານຈະເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນການເປັນເຈົ້າຂອງ (total cost of ownership) ຕ່ຳລົງ ແລະ ຕ້ອງປ່ຽນແບດເຕີຣີ່ໜ້ອຍລົງໃນໄລຍະເວລາທັງໝົດຂອງລະບົບ.

ຄວາມຕ້ອງການ #2: ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານສູງ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ໃຊ້ໄດ້ສູງ

ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານຂອງກຳລັງ ແມ່ນດັດຊະນີສຳຄັນສອງຢ່າງທີ່ກຳນົດຈຳນວນພະລັງງານທີ່ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ໃນໝາກຖ່ານ ແລະ ຄວາມໄວທີ່ມັນສາມາດຈັດສົ່ງພະລັງງານນັ້ນໄດ້.

ຄວາມໜ່ອງຂອງພະລັງງານ  ຖືກກຳນົດເປັນຈຳນວນພະລັງງານທີ່ເກັບໄວ້ຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານ ຫຼື ມວນນ້ຳໜັກ. ມັນມັກຖືກແບ່ງອອກເປັນສອງມິຕິ:

- ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍມວນນ້ຳໜັກ  (Wh/kg) = ຄວາມຈຸຂອງໝາກຖ່ານ × ເວທີການປ່ອຍທີ່ຖືກຕ້ອງ / ນ້ຳໜັກ

- ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານ  (Wh/L) = ຄວາມຈຸຂອງໝາກຖ່ານ × ເວທີການປ່ອຍທີ່ຖືກຕ້ອງ / ປະລິມານ

ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ ໝາຍເຖິງ ພະລັງງານທີ່ສາມາດເກັບໄວ້ໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນໃນນ້ຳໜັກ ຫຼື ປະລິມານທີ່ກຳນົດ. ສິ່ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງຕໍ່ລົດໄຟຟ້າ ໂດຍທີ່ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ ແລະ ນ້ຳໜັກມີຜົນຕໍ່ໄລຍະທາງທີ່ລົດສາມາດຂັບໄດ້ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງລົດໂດຍກົງ.

ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ  ອ້າງອີງເຖິງພະລັງງານສູງສຸດທີ່ປ່ອຍອອກໄດ້ຕໍ່ໜ່ວຍນ້ຳໜັກ ຫຼື ປະລິມານ. ມັນສະແດງເຖິງຄວາມໄວທີ່ໝາກຖ່ານສາມາດປ່ອຍພະລັງງານອອກໄດ້. ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງແມ່ນຈຳເປັນຕໍ່ການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການການເລີ່ມຕົ້ນຢ່າງໄວ, ການທີ່ຈັດສົ່ງໄຟຟ້າໄວ, ຫຼື ພະລັງງານສູງສຸດ.

ໃນພື້ນທີ່ຈຳກັດຂອງຍານພາຫະນະທີ່ເຄື່ອນໄຫວໃນທາງ, ການເພີ່ມຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ ແມ່ນວິທີທີ່ມີປະສິດທິຜົນທີ່ສຸດໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບທັງໝົດ. ນອກຈາກນີ້, ລະບົບການຊ່ວຍເຫຼືອຈາກລັດຖະບານຈຳນວນຫຼາຍ —ລວມທັງໃນຕະຫຼາດ EV ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ —ໃຊ້ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານເປັນເກນທີ່ສຳຄັນໃນການກຳນົດລະດັບການຊ່ວຍເຫຼືອ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມສຳຄັນດ້ານການຄ້າຂອງມັນເດັ່ນຊັດຂຶ້ນອີກ.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີການແລກປ່ຽນທີ່ເກີດຂຶ້ນຢ່າງເປັນທຳມະຊາດລະຫວ່າງຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມປອດໄພ. ເມື່ອຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນ, ຂະໜາດຂອງວັດສະດຸທີ່ເປັນເຄື່ອນໄຫວທີ່ຖືກເກັບໄວ້ໃນຖ່ານຈະຫຼາຍຂຶ້ນໃນພື້ນທີ່ທີ່ນ້ອຍລົງ, ເຊິ່ງອາດເຮັດໃຫ້ຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການລຸກລາມຂອງອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ສາມາດເຮັດໃຫ້ການຈັດການດ້ານຄວາມປອດໄພເປັນເລື່ອງທີ່ຍາກຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຜູ້ຜະລິດຖ່ານຄຸນນະພາບສູງຈຳເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມຄວາມຕ້ອງການທີ່ຂັດແຍ້ງກັນນີ້ຜ່ານວັດສະດຸທີ່ທັນສະໄໝ, ການອອກແບບເຊວເລືອກທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແລະ ລະບົບຈັດການຖ່ານທີ່ສຸດຍອດ.

ຂໍ້ກຳນົດ #3: ຄວາມປອດໄພທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້

ຄວາມປອດໄພແມ່ນຄວາມຕ້ອງການທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດສຳລັບຖ່ານລິເທີຽມ-ອີອົງ (lithium-ion battery) ໃດໆ ໂດຍສະເພາະເມື່ອຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານຍັງຄົງເພີ່ມຂຶ້ນ. ຄວາມປອດໄພຂອງຖ່ານລິເທີຽມ-ອີອົງແມ່ນຂຶ້ນກັບສອງປັດໄຈທົ່ວໄປ: ຄວາມສະຖຽນຂອງວັດສະດຸພາຍໃນ ແລະ ປະສິດທິຜົນຂອງມາດຕະການຄວາມປອດໄພເພີ່ມເຕີມ.

ຄວາມສະຖຽນຂອງວັດສະດຸພາຍໃນ  ປະກອບດ້ວຍຄວາມສະຖຽນທາງເຄມີ ແລະ ຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸຂອງຂັ້ວບວກ ແລະ ຂັ້ວລົບ, ວັດສະດຸແຍກ (separator), ແລະ ອີເລັກໂທຣໄລທ໌ (electrolyte). ຖ່ານທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຈະໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ເລືອກຢ່າງລະອຽດເພື່ອຕ້ານການສຳລີ່, ປ້ອງກັນການລົດຕິດຕໍ່ພາຍໃນ, ແລະ ຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງໃນສະພາບການປົກກະຕິ ແລະ ສະພາບການທີ່ຮຸນແຮງ. ວັດສະດຸແຍກ (separator) ໂດຍສະເພາະຈະຕ້ອງຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງທາງກົນຈັກ ແລະ ຄວາມຮູ້ສຶກ (porosity) ເຖິງແນວທີ່ອຸນຫະພູມສູງຂຶ້ນເພື່ອປ້ອງກັນການຕິດຕໍ່ໂດຍກົງລະຫວ່າງຂັ້ວ.

ມາດຕະການຄວາມປອດໄພເພີ່ມເຕີມ  ໃຫ້ຊັ້ນການປ້ອງກັນເພີ່ມເຕີມ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ປະກອບດ້ວຍ:

- ທ່າງອອກຄວາມປອດໄພ  ທີ່ປ່ອຍຄວາມດັນພາຍໃນອອກກ່ອນທີ່ເຄືອບຖ່ານຈະແຕກ

- ฟิวส์  ທີ່ຕັດການໄຫຼຂອງປະຈຸລີ (current) ໃນເວລາທີ່ມີການໄຫຼເກີນ

- ຕົວຕ້ານທາງບວກຂອງອຸນຫະພູມ (PTC)  ທີ່ເພີ່ມຄ່າຕົວຕ້ານເມື່ອອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ ເພື່ອຈຳກັດການໄຫຼຜ່ານຂອງແສງໄຟ

- ລະບົບຄຸ້ມຄອງແບັດເຕີຣີ (BMS)  ທີ່ຕິດຕາມຄ່າຄວາມດັນ ອຸນຫະພູມ ແລະ ແສງໄຟໃນເວລາຈິງ ແລະ ດຳເນີນການປ້ອງກັນເມື່ອມີສະພາບທີ່ຜິດປົກກະຕິ

ຮ່ວມກັນແລ້ວ ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ຮ້າຍແຮງເຊັ່ນ: ການລຸກລາມຂອງອຸນຫະພູມ ໄຟໄໝ້ ຫຼື ການແຕກຂະຫວານ. ຂະໜາດຂອງຖ່ານໄຟລິເທີອຽມ-ອີອີນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຈະຕ້ອງເຂົ້າກັບມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພລະຫວ່າງປະເທດເຊັ່ນ: UN38.3, IEC 62133, UL 1642 ແລະ ອື່ນໆ ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າມັນສາມາດຕ້ານທານການຊາດເກີນໄປ ການລັດສະ່ວນຂອງຂະດານ ການບີບອັດ ການທິ້ງເຂັມ ແລະ ການໃຊ້ງານທີ່ເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ ໂດຍບໍ່ເສຍຄວາມປອດໄພ.

ເຫດຜົນທີ່ຄວາມຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມສຳຄັນ

ສຳລັບຜູ້ບໍລິຫານລະບົບ ຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນຕົ້ນສັງກັດ (OEMs) ແລະ ຜູ້ໃຊ້ສຸດທ້າຍ ການເລືອກຖ່ານໄຟທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການທັງສາມຂໍ້ນີ້ —ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ/ພະລັງງານທີ່ສູງ ແລະ ຄວາມປອດໄພ —ແມ່ນສຳຄັນຫຼາຍ. ຂະໜາດຂອງຖ່ານທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານດີເລີດ ແຕ່ມີອາຍຸການໃຊ້ງານສັ້ນຈະຕ້ອງປ່ຽນເລື້ອຍໆ ເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທັງໝົດໃນໄລຍະຍາວເພີ່ມຂຶ້ນ. ຖ່ານທີ່ມີອາຍຸການໃຊ້ງານຍາວ ແຕ່ບໍ່ປອດໄພພໍ ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມສ່ຽງທີ່ບໍ່ສາມາດຮັບໄດ້ ໃນເຂດທີ່ມີປະຊາກອນຫຼາຍ ຫຼື ເຂດທີ່ອ່ອນໄຫວ. ມີແຕ່ຖ່ານທີ່ມີຄວາມດີເລີດໃນທັງສາມດ້ານນີ້ເທົ່ານັ້ນ ທີ່ຈະຖືວ່າເປັນຖ່ານຄຸນນະພາບສູງຢ່າງແທ້ຈິງ.

ສະຫຼຸບ

ຖ່ານລິເທີອຽມ-ອີອີອີນ (lithium-ion) ຄຸນນະພາບສູງ ບໍ່ໄດ້ຖືກກຳນົດດ້ວຍພຽງແຕ່ຄວາມຈຸເທົ່ານັ້ນ. ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວ ສົ່ງເສີມຄວາມຄຸ້ມຄ່າດ້ານເສດຖະກິດ ແລະ ຄວາມຕໍ່เนື່ອງໃນການດຳເນີນງານ. ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນພະລັງງານທີ່ສູງ ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນມີຂະໜາດເລັກ ແລະ ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຄວາມປອດໄພທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ ປ້ອງກັນຄົນ ຊັບສິນ ແລະ ອຸປະກອນ. ສຳລັບອົງການທີ່ນຳເອົາລະບົບທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຖ່ານໄປໃຊ້ງານ —ວ່າຈະເປັນໃນລົດໄຟຟ້າ, ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມາຈາກແຫຼ່ງທຳມະຊາດ, ຫຼື ລະບົບຈ່າຍພະລັງງານສຳຮອງທີ່ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ —ການເຂົ້າໃຈຄວາມຕ້ອງການທັງສາມດ້ານນີ້ ແມ່ນຂັ້ນຕອນທຳອິດທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານຕັດສິນໃຈລົງທຶນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ.

---

Shenzhen UPSEN Electronic CO., LTD.

ເບີໂທລະສັບຂາຍ  +86-755-29610051

ອີເມວຂາຍ  [email protected]

ເວັບໄຊ트:  www.upsen.net