ทีมวิจัยจากบริษัท CATL (宁德时代) บริษัทเทคโนโลยีจากจีนที่เป็นหนึ่งในผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมรายใหญ่ที่สุดของโลก ประสบความสำเร็จครั้งสำคัญในด้านแบตเตอรี่ลิเทียมเมทัล โดยผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับโลก “Nature Nanotechnology” ซึ่งเป็นหนึ่งในวารสารลูกของ “Nature” ที่มีชื่อเสียงในวงการวัสดุนาโน
ทีมวิจัยของบริษัทฯ ได้ศึกษากลไกความเสื่อมของแบตเตอรี่ลิเทียมเมทัลในสภาพการใช้งานจริงอย่างลึกซึ้ง และเสนอหลักการออกแบบสารละลายอิเล็กโทรไลต์ใหม่ ที่ช่วยให้ได้แบตเตอรี่ที่ทั้งมีความหนาแน่นพลังงานสูง และมีอายุการใช้งานยาวนาน
ทีมงานได้พัฒนาเทคโนโลยีติดตามแบบไดนามิกขึ้นเอง และสามารถวิเคราะห์เชิงปริมาณถึงกลไกการเสื่อมสภาพของสารอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นสารหรือของเหลวที่สามารถนำไฟฟ้าได้ โดยเป็นครั้งแรกที่พบว่าเกลือในอิเล็กโทรไลต์สูญเสียไปมากถึง 71% ระหว่างการชาร์จ ซึ่งมากกว่าที่วงการวิชาการเคยคาดไว้หลายเท่า เป็นการค้นพบที่เปิดทางสู่การปรับปรุงอิเล็กโทรไลต์ในอนาคต
จากการค้นพบนี้ ทีมวิจัยได้นำสารเจือจางโมเลกุลต่ำมาใช้อย่างสร้างสรรค์เพื่อปรับสูตรอิเล็กโทรไลต์ให้ดีขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่รุ่นใหม่นี้มีอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า โดยสามารถใช้งานได้ถึง 483 รอบ ซึ่งเป็นการยกระดับความทนทานของแบตเตอรี่ และเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคตของเครื่องบินไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าระยะไกล
แนวคิดการออกแบบอิเล็กโทรไลต์เดียวกันนี้ ยังมีแนวโน้มที่จะช่วยให้แบตเตอรี่มีความหนาแน่นพลังงานทะลุขีดจำกัด 500 วัตต์/กก. ได้ ซึ่งจะส่งผลต่อการพัฒนาเครื่องบินไฟฟ้าขนาดใหญ่ และเปิดทางสู่การผลิตรถยนต์ไฟฟ้าที่วิ่งได้ไกลกว่า 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
เทคโนโลยีติดตามแบบไดนามิกที่ทีมงานคิดค้นขึ้น ยังช่วยให้สามารถเห็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงของลิเทียมและส่วนประกอบของอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ตลอดอายุการใช้งานอย่างชัดเจน เป็นการทำลายข้อจำกัดแบบ “กล่องดำ” ในอดีต และมอบมุมมองใหม่ให้กับการวิจัยและพัฒนาในวงการแบตเตอรี่ลิเทียม
