การพัฒนาเทคโนโลยีการออกแบบและผลิตเซลล์แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนจากขยะถ่านไฟฉายใช้แล้ว
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
การผลิตเซลล์แบตเตอรี่ลิเทียมสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์และยานยนต์ไฟฟ้า เกิดจากกระบวนการพัฒนาวัสดุขั้วแบตเตอรี่ในระดับเซลล์กระดุม การผลิตเซลล์ขนาดใหญ่เพื่อให้ความจุไฟฟ้าและต้นทุนเหมาะสมกับการใช้งานแต่ละประเภทนั้น ผลิตจากการเพิ่มปริมาณและขนาดขั้วอิเล็กโทรดของเซลล์แบตเตอรี่ ความท้าทายในการผลิตเซลล์แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ คือ ความจุไฟฟ้าและสมรรถนะของเซลล์แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ไม่เป็นความสัมพันธ์โดยตรงต่อความจุไฟฟ้าและสมรรถนะของเซลล์กระดุม โครงการวิจัยนี้ดำเนินการพัฒนากระบวนการออกแบบเซลล์แบตเตอรี่โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย และการพัฒนาเซลล์แบตเตอรี่ต้นแบบจากวัสดุขั้วไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ การพัฒนาเทคโนโลยีการออกแบบเซลล์แบตเตอรี่ โดยใช้แบบจำลองเซลล์แบตเตอรี่แบบสองมิติเทียม (Newman’s model) ซึ่งมีอยู่ในโปรแกรม Ansys Fluent (battery module) ค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเคมีและทางความร้อนที่ใช้ในการคำนวณ ได้แก่ คุณสมบัติทางอุณพลศาสตร์ (Thermodynamic properties) คุณสมบัติทางจลนศาสตร์ (Kinetics characteristics) คุณสมบัติทางการถ่ายเทประจุ (Ion transport characteristics) คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical characteristics) ลักษณะและขนาดของวัสดุขั้ว (Particle geometry / morphology) แบบจำลองที่คำนวณโดยใช้พารามิเตอร์จากการทบทวนงานวิจัยสามารถแสดงได้สอดคล้องกับค่าตัวอย่างที่ใช้ในการสร้างแบบจำลอง การพัฒนาเซลล์แบตเตอรี่ต้นแบบจากวัสดุขั้วไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ เน้นกระบวนการผลิตเซลล์แบตเตอรี่ทรงแบนขนาดเล็ก ขั้วแคโทดเชิงพาณิชย์เคลือบ LiMn2O4 ด้านเดียวบนแผ่นอลูมิเนียม หนา 100 ไมโครเมตร และขั้วแอโนดเชิงพาณิชย์เคลือบแกรไฟต์ (Graphite) ด้านเดียวบนแผ่นทองแดง หนา 50 ไมโครเมตร การประกอบแบตเตอรี่ มีประมาณ 11 ขั้นตอน ตามลำดับดังต่อไปนี้ การตัดแผ่นอิเล็กโทรด (Punching) การซ้อนแผ่นขั้วแคโทด แผ่นกั้น และขั้วแอโนดเข้าด้วยกัน (Stacking) การเชื่อมขั้วแบตเตอรี่ (Tab welding) การเชื่อมด้านข้างถุงเซลล์ (Side sealing) การเชื่อมด้านบนถุงเซลล์เข้ากับขั้วแบตเตอรี่ (Top sealing) การทดสอบการลัดวงจร (short-circuit testing) การลดความชื้นในเซลล์แบตเตอรี่โดยเก็บไว้ในเตาอบสุญญากาศ (Vacuum drying) การเติมอิเล็กโทรไลต์ลงในถุงเซลล์ (Electrolyte filling) การเชื่อมปิดผนึกถุงเซลล์แบตเตอรี่ (Vacuum sealing) การกระตุ้นเซลล์แบตเตอรี่เพื่อให้พร้อมใช้งาน (Formation) และทำการเชื่อมปิดผนึกถุงเซลล์โดยการกำจัดฟองอากาศในถุง (Secondary vacuum sealing) ตัดขอบส่วนที่ไม่ได้ใช้งานทิ้ง ผลการทดสอบสมรรถนะของเซลล์แบตเตอรี่ลิเทียมที่ประกอบจากขั้วแอโนดและขั้วแคโทดจำนวน 10 คู่ โดยการปล่อยประจุด้วยกระแสไฟฟ้าคงที่ 30 มิลลิแอมแปร์ (mA) จำนวน 3 รอบ ได้ค่าความจุไฟฟ้าเฉลี่ย 6.87 มิลลิแอมแปร์-ชั่วโมง (mAh)