แบตเตอรี่ ญี่ปุ่นได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ความจุ 8 เท่า ต้นปี 2564 เดอะนิคเคอิไชนีสเน็ทเวิร์คเวอร์ชันภาษาจีนได้ประกาศข่าวใหญ่ในญี่ปุ่น โดยญี่ปุ่นเป็นผู้นำในการสร้างความก้าวหน้าในด้านแบตเตอรี่ที่หลายประเทศแข่งขันกันเพื่อการวิจัย มหาวิทยาลัยคันไซ และ เจส ยูอาซ่า ได้ร่วมกันพัฒนา แบตเตอรี่ ลิเธียมซัลเฟอร์น้ำหนักเบารุ่นใหม่ที่มีความจุในทางทฤษฎีเป็นแปดเท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบดั้งเดิม
วัสดุของแบตเตอรี่ใหม่นี้คืออนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุนขนาดเล็กและความหนาแน่นของมวลพลังงานสูงเป็นสองเท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีอยู่ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 370 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างมาก ทันทีที่ข่าวนี้ออกมา อุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าเดือดทันที ความหนาแน่นของพลังงานจำนวนมากของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้กันทั่วไปในรถยนต์ไฟฟ้าล้วนอยู่ที่ 200 ถึง 300 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม
การกำเนิดของแบตเตอรี่ความจุสูงแบบใหม่ ถือเป็นการปฏิวัติครั้งใหม่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ครั้งหนึ่งเคยชาร์จยากและใช้เวลานาน เวลาในการชาร์จ อย่างไรก็ตาม เกี่ยวกับการตอบสนองของอุตสาหกรรม เจส ยูอาซ่า กล่าวอย่างใจเย็นว่าแบตเตอรี่ใหม่จะใช้ในเครื่องบินไฟฟ้า ประโยคนี้น่าตกใจยิ่งกว่านวัตกรรมทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า
เมื่อเจส ยูอาซ่า ประกาศสร้าง แบตเตอรี่ ลิเธียมซัลเฟอร์ใหม่นี้ในปี 2021 บริษัทยังกล่าวด้วยว่าจะเพิ่มความหนาแน่นพลังงานมวลของแบตเตอรี่เป็น 500 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ในปี2023 ตอนนี้เป็นปี 2023 แล้ว ไม่ว่าแบตเตอรี่ของ เจส ยูอาซ่า จะถูกนำไปใช้ในเครื่องบินหรือไม่ก็ตาม ประเทศอื่นๆควรให้ความสนใจกับการเพิ่มขึ้นของธุรกิจพลังงานใหม่ของญี่ปุ่น โดยเฉพาะประเทศจีน
ประเทศจีนอยู่ในระดับแนวหน้าของการปฏิวัติพลังงานเสมอ ถ้าแบตเตอรี่ใหม่ของญี่ปุ่นเป็นที่นิยมไปทั่วโลก เทคโนโลยีพลังงานใหม่ของประเทศจีนจะไปอยู่ที่ไหน ความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์และแบตเตอรี่ลิเธียม เราจะมาแนะนำความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่นี้กับแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไปโดยสังเขป
แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ในท้องตลาดเป็นเวลาหลายปีใช้โลหะลิเธียม และโลหะผสมลิเธียมเป็นขั้วไฟฟ้าบวกและลบของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์แตกต่างกันตรงที่ใช้กำมะถันเป็นขั้วบวกและโลหะลิเธียมเป็นขั้วลบ ต้องใช้และจัดเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษ การใช้งานที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการระเบิดได้
เนื่องจากเมื่อแรงดันเซลล์ของแบตเตอรี่ลิเธียมสูงกว่า 4.2 โวลต์ จะเป็นอันตรายเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหากแรงดันไฟฟ้าสูงกว่านี้และชาร์จต่อไปอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่จะสร้างก๊าซและเปลือกจะนูน หลังจากที่ปลอกแบตเตอรี่บวม ออกซิเจนที่เข้าไปในแบตเตอรี่จะทำปฏิกิริยากับอะตอมของลิเธียม ซึ่งสามารถระเบิดได้ง่าย
เชื่อว่าหลายคนเคยเจอเหตุการณ์นี้กับแบตมือถือ แบตจะบวมหลังจากชาร์จไปนานๆแบตมือถือจะระเบิดถ้าไม่ใส่ใจ ดังนั้นเมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม จะต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าด้านบน นอกจากนี้ หลังจากทิ้งแบตเตอรี่ลิเธียมแล้ว หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง จะทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ค่อนข้างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และไม่เสี่ยงต่อการระเบิดเหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียม เนื่องจากขั้วบวกและขั้วลบแตกต่างจากขั้วไฟฟ้าที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียม กลไกการเกิดปฏิกิริยาจึงแตกต่างกันด้วย ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์มีความหนาแน่นของมวลพลังงานสูง และเมื่อนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ความเร็วในการชาร์จและอายุการใช้งานแบตเตอรี่จะดีขึ้นอย่างมาก
ความหนาแน่นสูงหมายความว่าน้ำหนักและปริมาตรของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นด้วยหรือไม่ ไม่เชิง เป็นเพราะความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์เป็น 8 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียม ดังนั้น ภายใต้ความจุของแบตเตอรี่ที่เท่ากัน น้ำหนักและปริมาตรของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์จะน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมมาก ซึ่งสามารถทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาประจำวันขนาดของอุปกรณ์ยังเล็กลง ทำให้ง่ายต่อการพกพา
ข้อได้เปรียบเหล่านี้ของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ หากนำไปใช้กับรถยนต์พลังงานใหม่ คาดว่าจะก่อให้เกิดความก้าวหน้าในการปฏิวัติ ยกตัวอย่างของเทสลา ซึ่งเป็นแบรนด์ชั้นนำของรถยนต์ไฟฟ้า เช่นโมเดล 3 ซึ่งมักมีระยะทางระหว่าง 480 ถึง 675 กิโลเมตร ขึ้นอยู่กับรุ่น ปัจจุบันโมเดล 3 มีแบตเตอรี่ลิเธียม 2 ชนิด ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค
หากแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ ระยะแล่นของโมเดล 3 จะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 2,000 กิโลเมตรซึ่งจะเอาชนะทั้งหมด ยานพาหนะเชื้อเพลิงคุณต้องทราบว่ารถยนต์เชื้อเพลิงกำลังค่อยๆถูกแทนที่ด้วยรถยนต์พลังงานใหม่ เหตุผลคือ ราคาน้ำมันแพงเกินไปและการปล่อยไอเสียสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าอัตราที่น่าพอใจในปัจจุบันของรถยนต์พลังงานใหม่จะไม่สูงเกินไป
แต่สาเหตุหลักคือระยะทางที่สั้น ซึ่งเกิดจากความจุของแบตเตอรี่ต่ำ และการวิ่งทางไกลมักกังวลเกี่ยวกับการชาร์จไฟบนท้องถนนหากแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ของญี่ปุ่นได้รับความนิยมในรถยนต์พลังงานใหม่ และปัญหาการชาร์จและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้รับการแก้ไข ยอดขายของแบตเตอรี่จะเพิ่มเป็นสองเท่าอย่างรวดเร็วอย่างแน่นอน
และผู้ซื้อไม่ต้องกังวลเรื่องราคามากเกินไปต้นทุนของ แบตเตอรี่ลิเธียมกำมะถัน นั้น ต่ำกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมแบบดั้งเดิม มาก เนื่องจากการจัดเก็บธาตุกำมะถัน บนพื้นผิวนั้นมีมากมายและสภาพทางภูมิศาสตร์ของญี่ปุ่น สภาพแวดล้อมเป็น ประโยชน์มากในเรื่องนี้ญี่ปุ่นเป็นประเทศเกาะที่ตั้งอยู่ในแนวภูเขาไฟและคลื่นไหวสะเทือนรอบมหาสมุทรแปซิฟิกซึ่งมีการเคลื่อนตัวทางธรณีวิทยาบ่อยครั้งและมีภูเขาไฟจำนวนมาก
ภูเขาไฟรอบๆนั้นอุดมไปด้วยธาตุกำมะถัน ดังนั้น วัสดุสำหรับทำแบตเตอรี่จึงมีราคาถูกมาก ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับประเทศญี่ปุ่นที่จะสามารถผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์จำนวนมากได้แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์มีคุณประโยชน์มากมายขนาดนั้น แล้วจะเป็นที่นิยมได้ไหม บางคนมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับโอกาสของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ โดยอ้างว่าสามารถครอบครองตลาดส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ในอนาคตได้
แต่อุดมคตินี้อาจไม่เป็นจริง ข้อเสียเปรียบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ ได้แก่อายุการใช้งานสั้น การนำไฟฟ้าไม่ดี ใช้พลังงานสูง และเกิดเดนไดรต์ได้ง่ายระหว่างการชาร์จ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องพิจารณาการเลือกอิเล็กโทรไลต์และวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกของแบตเตอรี่ใหม่ เพื่อแก้ไขปัญหาความไม่นำไฟฟ้าของกำมะถันและปัญหาทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียมที่อาจเกิดขึ้นจากการขยายตัวของปริมาตรระหว่างการชาร์จ
แน่นอนว่ายัวซ่า คอร์ปอเรชัน และศาสตราจารย์ มาซาชิ อิชิกาวะ แห่งมหาวิทยาลัยคันไซก็สังเกตเห็นปัญหานี้เช่นกันในระหว่างกระบวนการวิจัยและพัฒนา ดังนั้นพวกเขาจึงเลือกอนุภาคคาร์บอนที่มีรูพรุนขนาดเล็กเป็นวัสดุ และค่าการนำไฟฟ้าก็ดีขึ้นมากเช่นกัน อย่างไรก็ตามโซลูชันปัจจุบันสามารถปรับปรุงได้เมื่อเทียบกับในอดีตเท่านั้น และยังคงต้องศึกษาจนกว่าปัญหาจะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์และนำเข้าสู่ตลาด
แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมกำมะถันจะไม่ระเบิดง่ายเหมือนแบตเตอรี่ลิเธียม แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ระเบิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งความจุของแบตเตอรี่ยังมีขนาดใหญ่มาก จากนั้น หลังจากวิเคราะห์เทคโนโลยีพลังงานใหม่ของญี่ปุ่นแล้ว เราควรทำอย่างไรเมื่อเผชิญกับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ที่มีทั้งข้อดีและข้อเสีย และโอกาสที่คลุมเครือคุณรอดูก่อนหรือคุณต้องการที่จะจัดการกับเล่ห์เหลี่ยมทันที
ในความเป็นจริง ไม่จำเป็นต้องกังวลมากเกินไป ตราบใดที่คุณมองการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์อย่างเป็นกลาง เพราะถ้าแบตลิเธียมซัลเฟอร์ดีจริง เชื่อว่าอีลอน มัสก์คงเอาเงินไปลงทุนผลิตให้เทสลาก่อนญี่ปุ่น ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าญี่ปุ่นจะมีความคืบหน้าในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ แต่แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ใหม่
แต่เป็นผลิตภัณฑ์ในยุคเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคและแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต นอกจากนี้ยังสามารถเห็นได้จากการเลือกแบตเตอรี่สองชนิดนี้ของเทสลาที่แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์สูญเสียไปในตอนนั้น แต่ญี่ปุ่นไม่ยอมแพ้และต้องการสร้างความก้าวหน้าบางอย่าง
การวิจัยหลักของ จีนเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตเมื่อเทียบกับญี่ปุ่นหากศึกษาวิชาเอกนี้เป็นอย่างดี ก็อาจได้รับตำแหน่งในด้านพลังงานใหม่ ไม่จำเป็นต้องแข่งขันกับญี่ปุ่นในเรื่องแบตเตอรี่ลิเธียมกำมะถัน ญี่ปุ่นล้าหลังจีนเสมอในด้านพลังงานใหม่ และเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ที่จะตามให้ทันกับความก้าวหน้าในตอนนี้ ปัจจุบัน สิทธิบัตรด้านพลังงานใหม่จำนวนมากอยู่ในมือของจีน
ตัวอย่างเช่น รถยนต์พลังงานใหม่ตามข้อมูลที่คิชาฉะเผยแพร่ในช่วงสองปีที่ผ่านมา บีวายดี ออโต้ถือครองสิทธิบัตร 9,426 ฉบับ ฉงชิ่ง ฉางอัน ออโตโมบิล มีสิทธิบัตร 5,243 ฉบับ และรถยนต์พลังงานใหม่ของปักกิ่งมีสิทธิบัตร 5,243 ฉบับ 4,005 ฉบับ สิทธิบัตรของสิ่งประดิษฐ์ขององค์กรเหล่านี้คือ 4,368,1,261 และ 934 ตามลำดับ เทคโนโลยีพลังงานใหม่เหล่านี้ที่ประเทศจีนเชี่ยวชาญไม่เพียง
แต่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังใช้ในสาขาอื่นๆดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับเรื่องนี้เฉพาะในเหมืองลิเธียมเท่านั้น ตามรายงานวิจัยที่ออกโดยหลักทรัพย์หมินเซิง ทรัพยากรลิเธียมของจีนขึ้นอยู่กับการนำเข้ามากกว่าและมีแนวโน้มที่จะติดขัด ดังนั้น ในการพัฒนาพลังงานใหม่ ประเทศจีนจึงต้องวางแผนสำหรับปัญหาระยะยาว และญี่ปุ่นยังคงต้องทำงานอย่างหนักหากต้องการเลิกใช้แบตเตอรี่ลิเธียมกำมะถัน
บทความที่น่าสนใจ : สารคดี 10 อันดับสารคดีสัตว์สุดคลาสสิกของโลก ที่คุณอาจเคยดู
