Battery ลิเธียมนั้นเมื่อใช้งานไปนานๆ จะเกิดเดนไดรต์สภาพเหมือนรากไม้ขึ้นข้างใน โดยมันเกิดจากการใช้งานอัดประจุ และคายประจุไฟ และมักจะเกิดเป็นเส้นยาวขวางระหว่างแอโนดและแคโธดขัดขวางการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างขั้วทั้งสองขั้ว
Battery Lithium
เดนไดรต์ที่กั้นนี้จะทำให้ความจุไฟลดลง ลดอายุการใช้งาน หรือแม้กระทั่งทำให้ลุกติดไฟขึ้นมาได้ แน่นอนว่านี่คือปัญหาของแบตเตอรีในปัจจุบันที่ยังแก้ไม่ตก
ด้วยเหตุนี้เองนักวิจัยจึงได้พยายามหาตัวเลือกอื่นๆ มาทำ Battery อย่างไรก็ตามนักวิจัยที่ Rensselaer Polytechnic Institute จากทรอย ในนิวยอร์กได้ค้นพบวิธีควบคุมการเติบโตของเดนไดรต์ดังกล่าว รวมไปถึงการทำให้เดนไดรต์เหล่านี้ลดขนาดเล็กลงด้วยความร้อนอีกด้วย วิธีที่นักวิจัยใช้คือจ่ายไฟกระแสสูงเข้าไปยังขั้วแอโนดของลิเธียม จะเกิดความร้อนที่หลอมเดนไดรต์ในระดับอะตอมลิเธียมได้ แต่ไม่สูงจนหลอมโลหะลิเธียมให้ละลาย ซึ่งจะรักษาสภาพแบตเตอรีให้กลับไปใกล้เคียงกับของใหม่ โดยปกติแล้วการจ่ายไฟที่กระแสสูงนี่แหละคือสาเหตุที่ทำให้เกิดเดนไดรต์ แต่ถ้าจ่ายที่ 9 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร (mA cm−2) จะเป็นระดับที่ลดเดนไดรต์ลงได้ เพราะเกิดความร้อนเพียงพอที่จะหลอมเดนไดรต์และคืนสภาพโลหะกลับไปเป็นเหมือนของเก่า
การทดลองนี้ไม่ได้ทำแค่ครั้งเดียว แต่ผ่านการทดสอบนับครั้งไม่ถ้วน โดยแบตเตอรีประเภท Li-S (ลิเธียมซัลเฟอร์) เมื่อทำการทดลองดังกล่าวจะทำให้แบตเตอรีเก็บไฟและจ่ายไฟได้ใกล้เคียงกับตอนเป็นของใหม่ปราศจากเดนไดรต์
สำหรับแบตเตอรี Li-Li (ลิเธียม ลิเธียม) เมื่อจ่ายไฟที่ 15 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร พบว่าเดนไดรต์แทบจะหลอมรวมกลับไปเป็นหนึ่งเดียวกับโลหะทั้งหมดเลย และจากการทดสอบพบว่านอกจากเก็บไฟได้มากเท่าเดิมแล้ว อายุการใช้งานก็เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน โดยของเดิมเมื่อใช้ไป 500 ชั่วโมงจะเกิดการชอร์ตกระแสขึ้น แต่หลังจากใช้กระแสสูงหลอมเดนไดรต์แล้ว นำกลับไปใช้กว่า 2,000 ชั่วโมงก็ยังไม่มีสัญญาณว่าจะเกิดการชอร์ตแต่อย่างใด
เรื่องนี้จัดว่าเป็นสิ่งน่าสนใจอย่างมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์และวงการแบตเตอรี เนื่องจากแบต Li-Li นั้นไม่ได้รับความนิยมมากนักแม้จะมีความจุไฟสูง โดยมักจะอยู่แต่ในห้องแล็บเท่านั้นเนื่องจากมันเกิดเดนไดรต์ง่าย เสื่อมสภาพไว ชอร์ตกระแสหลังใช้งานไม่นาน ถ้าสามารถรักษาแบตเตอรีให้กลับคืนสู่สภาพเดิมได้ก็อาจจะทำให้แบตเตอรี Li-Li ไปใช้งานได้จริง
ข่าววันนี้ถือเป็นสัญญาณว่าการใช้งานธาตุลิเธียมเพื่อทำแบตเตอรีคงยังไม่ถึงจุดจบง่ายๆ (อย่างน้อยก็จนกว่าแบตเตอรีประเภทอื่นๆ จะแจ้งเกิดได้เสียที ซึ่งก็คงจะอีกหลายสิบปี) ซึ่งมันส่งผลกับโลกอนาคตที่ทุกอย่างล้วนใช้ไฟฟ้า ตั้งแต่มือถือ คอมพิวเตอร์ ไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้าที่ชาร์จหนึ่งครั้งวิ่งได้ไกลกว่าเดิมมาก
ที่มา – Arstechnica
You must be logged in to post a comment.