การชาร์จอย่างรวดเร็วกำลังกลายเป็นเทรนด์ของอุตสาหกรรม โดยแนะนำวัสดุแอโนดการชาร์จอย่างรวดเร็วห้าประเภท

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงาน ช่วงการล่องเรือของรถยนต์พลังงานใหม่ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และปัญหาความกังวลเรื่องอายุการใช้งานแบตเตอรี่ก็ค่อยๆ คลี่คลายลง นอกเหนือจากอายุการใช้งานแบตเตอรี่แล้ว ความกังวลในการชาร์จยังเป็นอีกปัญหาหนึ่งที่ยานยนต์พลังงานใหม่ต้องเผชิญ ระดับประสิทธิภาพการชาร์จส่งผลโดยตรงต่อประสบการณ์การใช้รถ

การลดระยะเวลาในการชาร์จเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการเสริมสร้างพลังของแบรนด์และประสบการณ์ของผู้ใช้รถยนต์พลังงานใหม่ นักวิเคราะห์บางคนเชื่อว่าด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของอัตราการรุกของรถยนต์พลังงานใหม่ การแข่งขันของ บริษัท รถยนต์จะลึกและหลากหลายมากขึ้น และความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการชาร์จอย่างรวดเร็วและการปรับปรุงประสิทธิภาพการเติมพลังงานก็กลายเป็นทางออกต่อไปของ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่

1. การชาร์จอย่างรวดเร็วคืออะไร?

การชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่แบ่งออกเป็นการชาร์จแบบ AC ช้าและการชาร์จแบบเร็ว DC เพื่อให้บรรลุ “การชาร์จอย่างรวดเร็ว” จำเป็นต้องพึ่งพาการชาร์จแบบเร็ว DC ตัวบ่งชี้ที่กำหนดอัตราการชาร์จคือกำลังการชาร์จ ไม่มีข้อบังคับที่ชัดเจนเกี่ยวกับการชาร์จพลังงานสูงในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นคำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม โดยทั่วไปการชาร์จไฟที่สูงกว่า 125kW เป็นพลังงานสูง

การชาร์จพลังงานแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วคือการใช้การชาร์จพลังงานสูง ชุดแบตเตอรี่พลังงานชั้นนำของตลาดสามารถรองรับอัตราการชาร์จ 2C ได้แล้ว (อัตราการชาร์จเป็นตัววัดความเร็วในการชาร์จ อัตราการชาร์จ = กระแสไฟชาร์จ/ความจุพิกัดแบตเตอรี่) โดยทั่วไป การชาร์จ 1C สามารถชาร์จระบบแบตเตอรี่จนเต็มใน 60 นาที และ 4C หมายความว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มได้ภายใน 15 นาที อัตราการคายประจุจะกำหนดอัตราของปฏิกิริยาลิเธียม-ดีอินเตอร์คาเลชันของเซลล์แบตเตอรี่ และยังมาพร้อมกับระดับการสร้างความร้อนหรือวิวัฒนาการลิเธียมในระดับต่างๆ ยิ่งอัตราสูงเท่าไร วิวัฒนาการลิเธียมและการสร้างความร้อนก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น

2. อิเล็กโทรดลบเป็นปัจจัยชี้ขาดในการชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว

จำเป็นต้องเปลี่ยนและอัพเกรดแบตเตอรี่ที่ชาร์จอย่างรวดเร็วในวัสดุแบตเตอรี่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่ซึ่งคล้ายกับเอฟเฟกต์กระบอก กระดานสั้นเป็นขั้วลบซึ่งเป็นปัจจัยกำหนดอัตราการชาร์จแบตเตอรี่

อิเล็กโทรดลบมีผลกระทบต่อการชาร์จเร็วกว่าอิเล็กโทรดบวก การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพของแคโทดและการเติบโตของฟิล์ม CEI ของแคโทดไม่มีผลต่อการชาร์จอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่ Li-ion แบบเดิม ปัจจัยที่มีผลต่อโครงสร้างการสะสมและการสะสมลิเธียม (การตกตะกอนของลิเธียม) ได้แก่ ① อัตราการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนภายในแอโนด ② การไล่ระดับความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่ส่วนต่อประสานแอโนด และ ③ ปฏิกิริยาข้างเคียงที่ส่วนต่อประสานอิเล็กโทรด/อิเล็กโทรไลต์

3. วัสดุอิเล็กโทรดลบสำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็วคืออะไร?

วัสดุกราไฟท์

วัสดุที่ใช้ซิลิกอน

วัสดุฮาร์ดคาร์บอน

วัสดุลิเธียมไททาเนต

วัสดุฐานอลูมิเนียม

สถาบันเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งเซินเจิ้น สถาบัน Chinese Academy of Sciences ได้รายงานความสำเร็จล่าสุดในวัสดุแอโนดคอมโพสิตที่ทำจากอะลูมิเนียม อลูมิเนียมฟอยล์เป็นทั้งขั้วลบและตัวสะสมกระแส ลิเธียมไอออนจะเคลื่อนไปที่พื้นผิวของอิเล็กโทรดลบของอลูมิเนียมฟอยล์ซึ่งสามารถสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมลิเธียมได้อย่างรวดเร็ว ในระหว่างการคายประจุ ลิเธียมไอออนสามารถดึงออกจากโลหะผสมอะลูมิเนียม-ลิเธียมได้อย่างง่ายดาย ซึ่งมีข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของการชาร์จอย่างรวดเร็ว ตามรายงาน ผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ของความสำเร็จนี้สามารถชาร์จจนเต็มได้ภายใน 20 นาที หากใช้ฟอยล์อลูมิเนียมคอมโพสิตเป็นขั้วลบที่ชาร์จเร็ว จะมีข้อดีอย่างมากในการควบคุมต้นทุน การเตรียมขนาดใหญ่และมีเสถียรภาพ เป็นต้น

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียม ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และความต้องการในการลดเวลาในการชาร์จในตลาดแบตเตอรี่พลังงานก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เทคโนโลยีการชาร์จอย่างรวดเร็วได้กลายเป็นเทรนด์สำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาวัสดุแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง การชาร์จอย่างรวดเร็วอาจกลายเป็นการแข่งขันครั้งใหม่ในด้านยานยนต์พลังงานใหม่ และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการชาร์จอย่างรวดเร็วจะครอบคลุมมากขึ้นในอนาคต