ພະລັງງານ, ໃນຖານະເປັນພື້ນຖານວັດຖຸສຳລັບຄວາມກ້າວໜ້າຂອງອາລະຍະທຳມະນຸດ, ມີບົດບາດສຳຄັນສະເໝີມາ. ມັນເປັນການຮັບປະກັນທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສຳລັບການພັດທະນາສັງຄົມມະນຸດ. ພ້ອມກັບນ້ຳ, ອາກາດ, ແລະອາຫານ, ມັນເປັນເງື່ອນໄຂທີ່ຈຳເປັນສຳລັບການຢູ່ລອດຂອງມະນຸດ ແລະສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຊີວິດຂອງມະນຸດ.

ການພັດທະນາອຸດສາຫະກຳພະລັງງານໄດ້ຜ່ານການຫັນປ່ຽນທີ່ສຳຄັນສອງຄັ້ງ ຈາກ “ຍຸກ” ຂອງຟືນ ໄປສູ່ “ຍຸກ” ຂອງຖ່ານຫີນ, ແລະ ຈາກ “ຍຸກ” ຂອງຖ່ານຫີນ ໄປສູ່ “ຍຸກ” ຂອງນ້ຳມັນ. ປະຈຸບັນມັນໄດ້ເລີ່ມປ່ຽນຈາກ “ຍຸກ” ຂອງນ້ຳມັນ ໄປສູ່ “ຍຸກ” ຂອງການປ່ຽນແປງພະລັງງານທົດແທນ.

ຈາກຖ່ານຫີນເປັນແຫຼ່ງຕົ້ນຕໍໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 19 ຈົນເຖິງນ້ຳມັນເປັນແຫຼ່ງຕົ້ນຕໍໃນກາງສະຕະວັດທີ 20, ມະນຸດໄດ້ໃຊ້ພະລັງງານຟອດຊິວໃນຂອບເຂດກ້ວາງຂວາງເປັນເວລາຫຼາຍກວ່າ 200 ປີ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໂຄງສ້າງພະລັງງານທົ່ວໂລກທີ່ຖືກຄອບງຳໂດຍພະລັງງານຟອດຊິວເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ຢູ່ໄກຈາກການຫຼຸດລົງຂອງພະລັງງານຟອດຊິວອີກຕໍ່ໄປ.

ພະລັງງານຟອດຊິວແບບດັ້ງເດີມສາມຊະນິດທີ່ເປັນຕົວແທນຂອງພະລັງງານທາງເສດຖະກິດຄືຖ່ານຫີນ, ນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສທຳມະຊາດຈະໝົດໄປຢ່າງໄວວາໃນສະຕະວັດໃໝ່, ແລະ ໃນຂະບວນການນຳໃຊ້ ແລະ ການເຜົາໄໝ້, ມັນຍັງຈະເຮັດໃຫ້ເກີດປະກົດການເຮືອນແກ້ວ, ສ້າງມົນລະພິດຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ມົນລະພິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.

ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຶ່ງມີຄວາມຈຳເປັນທີ່ຈະຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນການເພິ່ງພາອາໄສພະລັງງານຟອດຊິວ, ປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງການນຳໃຊ້ພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີເຫດຜົນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ແລະ ຊອກຫາພະລັງງານທົດແທນໃໝ່ທີ່ສະອາດ ແລະ ບໍ່ມີມົນລະພິດ.

ໃນປະຈຸບັນ, ພະລັງງານທົດແທນສ່ວນໃຫຍ່ປະກອບມີພະລັງງານລົມ, ພະລັງງານໄຮໂດຣເຈນ, ພະລັງງານແສງຕາເວັນ, ພະລັງງານຊີວະມວນ, ພະລັງງານນ້ຳຂຶ້ນນ້ຳລົງ ແລະ ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນ, ແລະອື່ນໆ, ແລະ ພະລັງງານລົມ ແລະ ພະລັງງານແສງຕາເວັນແມ່ນຈຸດສຳຄັນໃນການຄົ້ນຄວ້າທົ່ວໂລກໃນປະຈຸບັນ.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຍັງມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການບັນລຸການປ່ຽນແປງ ແລະ ການເກັບຮັກສາແຫຼ່ງພະລັງງານທົດແທນຕ່າງໆຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະນໍາໃຊ້ພວກມັນຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ໃນກໍລະນີນີ້, ເພື່ອເຮັດໃຫ້ມະນຸດສາມາດນຳໃຊ້ພະລັງງານທົດແທນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານໃໝ່ທີ່ສະດວກ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ, ເຊິ່ງຍັງເປັນຈຸດຮ້ອນໃນການຄົ້ນຄວ້າທາງສັງຄົມໃນປະຈຸບັນ.

ໃນປະຈຸບັນ, ແບັດເຕີຣີ lithium-ion, ເປັນໜຶ່ງໃນແບັດເຕີຣີສຳຮອງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ, ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆ, ການຂົນສົ່ງ, ການບິນອະວະກາດ ແລະ ຂົງເຂດອື່ນໆ. ໂອກາດໃນການພັດທະນາແມ່ນຍາກຫຼາຍ.

ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຂອງໂຊດຽມ ແລະ ລີທຽມແມ່ນຄ້າຍຄືກັນ, ແລະ ມັນມີຜົນກະທົບຕໍ່ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ເນື່ອງຈາກມັນມີປະລິມານທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ການແຈກຢາຍແຫຼ່ງໂຊດຽມຢ່າງເປັນເອກະພາບ, ແລະ ລາຄາຕໍ່າ, ມັນຖືກນຳໃຊ້ໃນເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານຂະໜາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງມີລັກສະນະຕົ້ນທຶນຕ່ຳ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງ.

ວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດບວກ ແລະ ລົບຂອງແບັດເຕີຣີໄອອອນໂຊດຽມປະກອບມີສານປະກອບໂລຫະປະສົມຊັ້ນ, ໂພລີອາໄນ, ຟອສເຟດໂລຫະປະສົມ, ອະນຸພາກນາໂນ-ເປືອກແກນ, ສານປະກອບໂລຫະ, ຄາບອນແຂງ, ແລະອື່ນໆ.

ໃນຖານະທີ່ເປັນອົງປະກອບທີ່ມີສະຫງວນໄວ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນທຳມະຊາດ, ຄາບອນມີລາຄາຖືກ ແລະ ງ່າຍທີ່ຈະໄດ້ຮັບ, ແລະ ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຖານະເປັນວັດສະດຸອາໂນດສຳລັບແບັດເຕີຣີໂຊດຽມໄອອອນ.

ອີງຕາມລະດັບຂອງການເກີດກຣາຟິຕິເຊຊັນ, ວັດສະດຸຄາບອນສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຄື: ຄາບອນກຣາຟິຕິກ ແລະ ຄາບອນອະມໍຟັສ.

ຄາບອນແຂງ ເຊິ່ງເປັນຂອງຄາບອນອະຮູບຮ່າງ ມີຄວາມຈຸສະເພາະໃນການເກັບຮັກສາໂຊດຽມ 300mAh/g, ໃນຂະນະທີ່ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີລະດັບການເກີດກຣາຟິເຕຊັນສູງກວ່າແມ່ນຍາກທີ່ຈະຕອບສະໜອງການນຳໃຊ້ທາງການຄ້າ ເນື່ອງຈາກມີພື້ນທີ່ຜິວໜ້າກວ້າງ ແລະ ມີຄວາມເປັນລະບຽບຮຽບຮ້ອຍ.

ດັ່ງນັ້ນ, ວັດສະດຸຄາບອນແຂງທີ່ບໍ່ແມ່ນ graphite ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ໃນການຄົ້ນຄວ້າພາກປະຕິບັດ.

ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງວັດສະດຸອາໂນດສຳລັບແບັດເຕີຣີໂຊດຽມ-ໄອອອນໃຫ້ດີຂຶ້ນ, ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ ແລະ ຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງວັດສະດຸຄາບອນສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍການເສີມໄອອອນ ຫຼື ການປະສົມ, ເຊິ່ງສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບການເກັບຮັກສາພະລັງງານຂອງວັດສະດຸຄາບອນ.

ໃນຖານະທີ່ເປັນວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດລົບຂອງແບັດເຕີຣີໄອອອນໂຊດຽມ, ສານປະກອບໂລຫະສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄາໄບໂລຫະສອງມິຕິ ແລະ ໄນໄຕຣດ. ນອກເໜືອໄປຈາກຄຸນລັກສະນະທີ່ດີເລີດຂອງວັດສະດຸສອງມິຕິ, ພວກມັນບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດເກັບຮັກສາໄອອອນໂຊດຽມໂດຍການດູດຊຶມ ແລະ ການປະສົມເຂົ້າກັນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງສາມາດລວມກັບໂຊດຽມໄດ້. ການລວມກັນຂອງໄອອອນສ້າງຄວາມຈຸຜ່ານປະຕິກິລິຍາເຄມີເພື່ອການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປັບປຸງຜົນກະທົບຂອງການເກັບຮັກສາພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ເນື່ອງຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ແລະ ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການໄດ້ຮັບສານປະກອບໂລຫະ, ວັດສະດຸຄາບອນຍັງເປັນວັດສະດຸອາໂນດຫຼັກສຳລັບແບັດເຕີຣີໂຊດຽມ-ໄອອອນ.

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງສານປະກອບໂລຫະປະສົມຊັ້ນແມ່ນຫຼັງຈາກການຄົ້ນພົບກຣາຟີນ. ໃນປະຈຸບັນ, ວັດສະດຸສອງມິຕິທີ່ໃຊ້ໃນແບັດເຕີຣີໂຊດຽມ-ໄອອອນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍ NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, ແລະອື່ນໆ ຊັ້ນໂຊດຽມ.

ວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດບວກ polyanionic ຖືກນໍາໃຊ້ຄັ້ງທໍາອິດໃນເອເລັກໂຕຣດບວກຂອງແບັດເຕີຣີ lithium-ion, ແລະຕໍ່ມາໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນແບັດເຕີຣີ sodium-ion. ວັດສະດຸຕົວແທນທີ່ສໍາຄັນລວມມີຜລຶກ olivine ເຊັ່ນ NaMnPO4 ແລະ NaFePO4.

ໂລຫະທຣານຊິຊັນຟອສເຟດຖືກໃຊ້ໃນເບື້ອງຕົ້ນເປັນວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດບວກໃນແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ. ຂະບວນການສັງເຄາະແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສົມບູນແບບ ແລະ ມີໂຄງສ້າງຜລຶກຫຼາຍອັນ.

ຟອສເຟດ, ໃນຖານະເປັນໂຄງສ້າງສາມມິຕິ, ສ້າງໂຄງສ້າງຂອບທີ່ເອື້ອອຳນວຍຕໍ່ການຖອນປະຕິກິລິຍາ ແລະ ການແຊກແຊງຂອງໂຊດຽມໄອອອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຮັບແບັດເຕີຣີໂຊດຽມໄອອອນທີ່ມີປະສິດທິພາບການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ດີເລີດ.

ວັດສະດຸໂຄງສ້າງແກນ-ເປືອກແມ່ນວັດສະດຸອາໂນດຊະນິດໃໝ່ສຳລັບແບັດເຕີຣີໂຊດຽມ-ໄອອອນທີ່ຫາກໍ່ເກີດຂຶ້ນໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້. ໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຕົ້ນສະບັບ, ວັດສະດຸນີ້ໄດ້ບັນລຸໂຄງສ້າງທີ່ເປັນຮູໂດຍຜ່ານການອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ສວຍງາມ.

ວັດສະດຸໂຄງສ້າງແກນ-ເປືອກທີ່ພົບເລື້ອຍກວ່ານັ້ນລວມມີກ້ອນນາໂນຄິວໂຄບອລເຊລີໄນດ໌ກົ່ງ, ນາໂນສະເຟຍໂຊດຽມວານາເດດທີ່ເສີມດ້ວຍ Fe-N2 ທີ່ຫຸ້ມແກນ-ເປືອກ, ນາໂນສະເຟຍທາດກົ່ງອອກໄຊດ໌ກົ່ງທີ່ມີຄາບອນຮູພຸນ ແລະ ໂຄງສ້າງກົ່ງອື່ນໆ.

ເນື່ອງຈາກຄຸນລັກສະນະທີ່ດີເລີດຂອງມັນ, ບວກກັບໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູ ແລະ ຮູພຸນທີ່ມະຫັດສະຈັນ, ກິດຈະກຳທາງໄຟຟ້າເຄມີຫຼາຍຂຶ້ນຈະຖືກສຳຜັດກັບເອເລັກໂຕຣໄລ, ແລະໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຍັງຊ່ວຍສົ່ງເສີມການເຄື່ອນທີ່ຂອງໄອອອນຂອງເອເລັກໂຕຣໄລຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພື່ອໃຫ້ສາມາດເກັບຮັກສາພະລັງງານໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ພະລັງງານທົດແທນທົ່ວໂລກຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊິ່ງສົ່ງເສີມການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານ.

ໃນປະຈຸບັນ, ອີງຕາມວິທີການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນການເກັບຮັກສາພະລັງງານທາງກາຍະພາບ ແລະ ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີ.

ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີຕອບສະໜອງມາດຕະຖານການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານໃໝ່ໃນປະຈຸບັນ ເນື່ອງຈາກມີຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຄວາມປອດໄພສູງ, ຕົ້ນທຶນຕໍ່າ, ການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງ.

ອີງຕາມຂະບວນການປະຕິກິລິຍາໄຟຟ້າເຄມີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຫຼ່ງພະລັງງານເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າຊຸບເປີຄາຊິເຕີ, ແບັດເຕີຣີກົດຕະກົ່ວ, ແບັດເຕີຣີພະລັງງານເຊື້ອໄຟ, ແບັດເຕີຣີນິກເກີນໂລຫະໄຮໄດຣດ, ແບັດເຕີຣີໂຊດຽມຊູນຟູຣ໌, ແລະ ແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ.

ໃນເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ວັດສະດຸເອເລັກໂຕຣດທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈໃນການຄົ້ນຄວ້າຂອງນັກວິທະຍາສາດຫຼາຍຄົນເນື່ອງຈາກຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງການອອກແບບ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່າ, ແລະລັກສະນະການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມ.

ວັດສະດຸຄາບອນມີຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນພິເສດ, ມີຄວາມສາມາດໃນການນຳໄຟຟ້າທີ່ດີ, ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ, ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ຜິດປົກກະຕິ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເປັນເອເລັກໂຕຣດທີ່ມີຄວາມຫວັງດີສຳລັບແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນ ແລະ ແບັດເຕີຣີໂຊດຽມໄອອອນ.

ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າສາມາດສາກໄຟ ແລະ ປ່ອຍປະຈຸໄດ້ໄວພາຍໃຕ້ສະພາບກະແສໄຟຟ້າສູງ, ແລະ ມີອາຍຸການໃຊ້ງານຫຼາຍກວ່າ 100,000 ເທື່ອ. ພວກມັນແມ່ນແຫຼ່ງພະລັງງານເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີພິເສດຊະນິດໃໝ່ລະຫວ່າງຕົວເກັບປະຈຸ ແລະ ແບັດເຕີຣີ.

ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າແບບຊຸບເປີຄາຊິເຕີມີຄຸນລັກສະນະຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ ແລະ ອັດຕາການປ່ຽນພະລັງງານສູງ, ແຕ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຂອງມັນຕໍ່າ, ພວກມັນມັກຈະປ່ອຍປະຈຸເອງ, ແລະ ພວກມັນມັກຈະຮົ່ວໄຫຼຂອງເອເລັກໂຕຼໄລເມື່ອໃຊ້ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.

ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸລັງພະລັງງານເຊື້ອເພີງມີລັກສະນະທີ່ບໍ່ຕ້ອງສາກໄຟ, ຄວາມຈຸຂະໜາດໃຫຍ່, ຄວາມຈຸສະເພາະສູງ ແລະ ລະດັບພະລັງງານສະເພາະກວ້າງ, ແຕ່ອຸນຫະພູມປະຕິບັດການສູງ, ລາຄາຕົ້ນທຶນສູງ, ແລະ ປະສິດທິພາບການປ່ຽນພະລັງງານຕ່ຳເຮັດໃຫ້ມັນມີຢູ່ໃນຂະບວນການຄ້າເທົ່ານັ້ນ. ການນຳໃຊ້ໃນບາງປະເພດ.

ໝໍ້ໄຟກົດຕະກົ່ວມີຂໍ້ດີຄືລາຄາຖືກ, ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝ, ແລະ ຄວາມປອດໄພສູງ, ແລະ ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສະຖານີຖານສັນຍານ, ລົດຖີບໄຟຟ້າ, ລົດຍົນ, ແລະ ການເກັບຮັກສາພະລັງງານຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ກະດານສັ້ນເຊັ່ນ: ມົນລະພິດສິ່ງແວດລ້ອມບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການ ແລະ ມາດຕະຖານທີ່ສູງຂຶ້ນເລື້ອຍໆສໍາລັບໝໍ້ໄຟເກັບຮັກສາພະລັງງານ.

ແບັດເຕີຣີ Ni-MH ມີຄຸນລັກສະນະຂອງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວທີ່ແຂງແຮງ, ຄ່າຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ, ຄວາມຈຸໂມໂນເມີຂະໜາດໃຫຍ່, ແລະ ລັກສະນະການປ່ອຍປະຈຸທີ່ໝັ້ນຄົງ, ແຕ່ນ້ຳໜັກຂອງມັນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່, ແລະ ມີບັນຫາຫຼາຍຢ່າງໃນການຄຸ້ມຄອງຊຸດແບັດເຕີຣີ, ເຊິ່ງສາມາດນຳໄປສູ່ການລະລາຍຂອງຕົວແຍກແບັດເຕີຣີດ່ຽວໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ.