เทคโนโลยีแบตเตอรี่ไฟฟ้า (Electric Battery)

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ถูกพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้อุปกรณ์เคลื่อนที่ต่าง ๆ สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องและยาวนานยิ่งขึ้น โดยแบตเตอรี่ถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ 1) Primary (Non-rechargeable) battery เป็นแบตเตอรี่ที่สร้างขึ้นมาเพื่อให้ใช้งานได้เพียงครั้งเดียว ปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่เป็นการเปลี่ยนแปลงแบบทางเดียว ไม่สามารถชาร์ตเพื่อให้กลับมาใช้ใหม่ได้ และ 2) Secondary (Rechargeable) battery เป็นแบตเตอรี่ที่เมื่อใช้พลังงานไฟฟ้าจนหมดแล้ว สามารถรับพลังงานไฟฟ้าจากภายนอกเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีย้อนกลับ ทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกครั้ง

ภาพ : https://th.wikipedia.org/แบตเตอรี่

  แบตเตอรี่มีหน่วยที่ใช้นับเรียกว่าเซลล์ (Cell) โดยเราสามารถแบ่งการทำงานของแบตเตอรี่เซลล์ออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ 1) เซลล์เปียก (Wet cell) เป็นแบตเตอรี่เซลล์ที่ใช้สารนำไฟฟ้า (Electrolyte) แบบของเหลวหรือแบบเจล เช่น lead–acid, nikel–cadmium (Ni-Cd) และ lithium–ion (Li-Ion) และ 2) เซลล์แห้ง (Dry cell) ใช้ Electrolyte แบบครีม (Paste) เช่น alkaline battery (zinc–carbon หรือ zinc–manganese oxide) และ nickel-metal hydride (Ni-MH)     การพัฒนาในด้านแบตเตอรี่สามารถแบ่งออกได้ตามประเภทของแบตเตอรี่เอง ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ Li-Ion มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง โดยการเปลี่ยนสารที่ทำปฏิกิริยาเป็นสารชนิดต่าง ๆ เช่น Lithium-ion polymer (Li-Po), Lithium iron phosphate (LiFePO4), Lithium–sulfur (Li-S) เป็นต้น หรืออย่างเช่น แบตเตอรี่ Lead-acid เริ่มพัฒนาจาก 1) Flooded battery ซึ่งพบเห็นได้ตามรถยนต์รุ่นเก่า ๆ ซึ่งใช้ Electrolyte แบบของเหลวซึ่งผู้ใช้งานสามารถเติมน้ำกลั่นลงไปเพิ่มได้เมื่อแบตเตอรี่เริ่มแห้ง 2) Sealed battery เหมือนกัน Flooded battery เพียงแต่มีการปิดผนึกส่วนที่บรรจุของเหลว ทำให้ผู้ใช้งานไม่สามารถเติมน้ำได้ และมีอายุใช้งานจำกัดเท่าที่ผู้ผลิตคำนวณไว้ 3) Valve Regulated Lead Acid (VRLA) battery พัฒนาต่อจาก Sealed battery แต่มีการระบาย Hydrogen และ Oxygen ออกในช่วงการชาร์ต 4) Absorbed Glass Mat (AGM) battery ใช้เส้นใยแก้วช่วยเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่าง Electrolyte และแผ่นโลหะ เพื่อเพิ่มความสามารถในการจ่ายและชาร์ตไฟฟ้า และ 5) Gel battery เพิ่มส่วนผสมของ Silica ลงในของเหลว Electrolyte ทำให้มีความหนืดคลายเจล เพื่อให้สามารถใช้งานได้นานยิ่งขึ้นเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงโดยสาร Electrolyte ไม่แห้งเสียก่อน แต่แบตเตอรี่ชนิดนี้จะชาร์ตได้ช้าที่สุดในกลุ่ม Lead-acid ทั้งหมด และมีอ่อนไหวต่ออุปกรณ์ในการชาร์ตไฟฟ้า ซึ่งทำให้แบตเตอรี่มีปัญหาได้หากอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ได้มาตรฐาน  นอกจากที่ผมได้กล่าวถึงข้างต้นนี้ ยังมีแบตเตอรี่อีกหลายประเภทที่ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่อง รวมทั้งแบตเตอรี่ประเภทใหม่ ๆ เช่น Solid-state battery และ Sodium-Ion battery ซึ่งกำลังอยู่ในขั้นตอนการทดลองเพื่อแบตเตอรี่ที่มีคุณภาพดียิ่งขึ้นในอนาคต

บทความจาก : อาจารย์ ดร. ปิติพล พลพบู สาขาวิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครปฐม (9 มกราคม 2563)
เว็บไซต์มหาวิทยาลัย : www.npru.ac.th
เว็บไซต์สาขาวิชา : http://pgm.npru.ac.th/ct/
ดูประวัติผู้เขียน : http://pws.npru.ac.th/pitiphol/