การทดสอบประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่ทำอย่างไร

พารามิเตอร์สมรรถนะสำคัญในการประเมินเซลล์แบตเตอรี่

ทำไมการวิเคราะห์สมรรถนะของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนจึงมีความสำคัญ

การเชี่ยวชาญในการประเมินสมรรถนะของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถป้องกันปัญหาใหญ่ที่อาจเกิดขึ้นได้ ไม่ว่าจะเป็นในรถยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ระบุว่า มีการเรียกคืนแบตเตอรี่ประมาณ 23 เปอร์เซ็นต์เกิดจากปัญหาที่ตรวจพบช้าเกินไปในระหว่างการทดสอบขั้นต้น เมื่อวิศวกรใช้เวลารวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์แบตเตอรี่อย่างละเอียด พวกเขาจะสามารถคาดการณ์อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ผ่านรอบการชาร์จได้แม่นยำขึ้น ตรวจจับปัญหาต่าง ๆ เช่น การสะสมของชั้น SEI (Solid Electrolyte Interphase) และทำให้ระบบระบายความร้อนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การวิเคราะห์อย่างละเอียดเชิงลึกนี้มีความสำคัญอย่างมากในการรักษาความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยีในระยะยาว

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเคมีพื้นฐาน: ความจุ, แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด, และความต้านทานภายใน

มีอยู่สามตัวชี้วัดที่เป็นหัวใจหลักในการประเมินแบตเตอรี่ ได้แก่

การวิเคราะห์อย่างครบถ้วนใน Joule พบว่าอัตราการเก็บรักษาความจุของอุปกรณ์แตกต่างกัน 18-22% ระหว่างประเภทเซลล์พาณิชย์ในสภาพจักรยานที่เหมือนกัน ทําให้เห็นถึงความสําคัญของปริมาณการพิจารณาเชิงเฉพาะทางเคมี

การเปรียบเทียบผลงานระหว่างสารเคมี: NMC, LFP และ LTO

ระบบแบตเตอรี่ที่ทันสมัยต้องการกรอบการประเมินเฉพาะเคมี

• แหล่งไฟฟ้า NMC ให้ความหนาแน่นพลังงาน 240280 Wh/kg แต่แสดงความสามารถลดลงเร็วกว่า 15% เมื่อเทียบกับ LFP
• LFP แสดงการรักษากำลังไฟฟ้าไว้ที่ระดับ 92% หลังผ่านการใช้งาน 2,000 รอบในแอปพลิเคชันสำหรับการเก็บพลังงานแบบสถิต
• LTO มีอายุการใช้งานที่โดดเด่นถึง 20,000 รอบแม้ว่าจะมีความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่าที่ระดับ 70–80 Wh/กิโลกรัม

ความแตกต่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างความหนาแน่นพลังงาน อายุการใช้งาน และความเสถียร ขณะเลือกใช้เคมีภายนอกสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบเซลล์แบตเตอรี่อย่างเชื่อถือได้และเปรียบเทียบผลได้

หลักการสี่ข้อที่ช่วยให้การทดสอบมีความถูกต้อง:

1. รักษาอุณหภูมิแวดล้อมที่ 25±1°C ในระหว่างกระบวนการชาร์จ-ปล่อยไฟฟ้า
2. ใช้เครื่องมือวัดแรงดัน/กระแสไฟฟ้าที่สามารถย้อนกลับได้ตามมาตรฐาน NIST
3. กำหนดช่วงเวลาปรับสภาพเป็นเวลา 48 ชั่วโมงระหว่างช่วงการทดสอบแต่ละช่วง
4. บันทึกข้อมูลสเปกตรัมความต้านทานไฟฟ้าทางเคมี (EIS) ทุกช่วง SOC ที่เพิ่มขึ้นทีละ 10%-90%

การปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้จะช่วยลดการคลาดเคลื่อนของค่าที่วัดได้ และเพิ่มความสามารถในการเปรียบเทียบผลระหว่างห้องปฏิบัติการต่างๆ

อุตสาหกรรมเปลี่ยนผ่านไปสู่ระเบียบวิธีการประเมินผลแบบมาตรฐาน

ห้องปฏิบัติการชั้นนำปัจจุบันได้ปรับให้สอดคล้องกับระเบียบวิธี IEC 62660-1 และ UL 1973 ซึ่งช่วยลดความแตกต่างในการวัดความจุระหว่างห้องปฏิบัติการจาก 12% ในปี 2019 ลงเหลือ 4.5% ล่าสุด กลุ่มพันธมิตรทดสอบแบตเตอรี่ร่วม (Joint Battery Testing Consortium) ได้กำหนดเกณฑ์การประเมินอายุการใช้งานแบบรวมศูนย์สำหรับแบตเตอรี่ที่มีองค์ประกอบทางเคมี 18 แบบ ทำให้สามารถรายงานผลการทดสอบประสิทธิภาพได้อย่างสม่ำเสมอตลอดห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก

ระเบียบวิธีการทดสอบประสิทธิภาพเซลล์แบตเตอรี่หลัก

ภาพรวมระเบียบวิธีการทดสอบแบตเตอรี่ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมต่าง ๆ

เมื่อประเมินเซลล์แบตเตอรี่รุ่นใหม่ วิศวกรโดยทั่วไปจะพึ่งพาแนวทางหลักสามวิธี วิธีแรกคือการทดสอบการชาร์จและคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าคงที่ (Galvanostatic) เพื่อวัดปริมาณพลังงานที่เซลล์สามารถกักเก็บได้ วิธีที่สองคือการวัดสเปกตรัมความต้านทานไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Impedance Spectroscopy) หรือ EIS ซึ่งใช้ตรวจสอบปัญหาเกี่ยวกับความต้านทานภายใน และวิธีสุดท้าย ห้องปฏิบัติการหลายแห่งใช้การประเมินสมรรถนะพลังงานแบบพัลส์ผสม (Hybrid Pulse Power Characterization - HPPC) เพื่อจำลองสภาพการใช้งานจริง วิธีการทดสอบเหล่านี้สร้างข้อมูลสำคัญที่ช่วยกำหนดรูปแบบผลิตภัณฑ์ตั้งแต่รถยนต์ไปจนถึงสมาร์ทโฟน ตามรายงานอุตสาหกรรมล่าสุด ผู้ผลิตประมาณ 89 เปอร์เซ็นต์มักจะใช้เทคนิคอย่างน้อยสองวิธีร่วมกันในการตรวจสอบสมรรถนะของแบตเตอรี่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแนวทางแบบองศาหลายมุมนี้มีความสำคัญเพียงใดในการรับประกันความน่าเชื่อถือของแหล่งพลังงานในตลาดที่หลากหลาย

การวัดความจุผ่านการชาร์จ/คายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าคงที่

วิธีการนี้ใช้ช่วงกระแสไฟฟ้าคงที่ในระหว่างการชาร์จและคายประจุเพื่อคำนวณความจุ (Ah) และความหนาแน่นพลังงาน (Wh/kg) ปัจจุบันมาตรฐานการทดสอบที่กำหนดไว้แนะนำให้ใช้ลำดับสัญญาณแบบพัลส์ที่เพิ่มขึ้นทีละ 20% ของ SOC พร้อมช่วงพัก 1 ชั่วโมง ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากอุณหภูมิลงได้ 32% เมื่อเทียบกับวิธีการทดสอบแบบไซคลัสต่อเนื่องดั้งเดิม

กรณีศึกษา: การทดสอบความจุในเซลล์ลิเธียม-ไอออนแบบกระเป๋า (Pouch Cells)

การศึกษาในปี 2023 ที่วิเคราะห์เซลล์ลิเธียม-ไอออนแบบกระเป๋าเชิงพาณิชย์จำนวนแปดตัว แสดงให้เห็นว่าความจุลดลง 14.7% หลังผ่านการทดสอบ 800 รอบ โดยใช้อัตราการคายประจุ 1C ที่ควบคุมไว้ นักวิจัยพบความสัมพันธ์ระหว่างการเสื่อมของความจุกับรูปแบบการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ที่สังเกตเห็นผ่านการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนนิ่ง (SEM) และได้สร้างแบบจำลองสำหรับการพยากรณ์ที่มีค่าความคลาดเคลื่อน ±1.2% ระหว่างตัวอย่างในล็อตเดียวกัน ซึ่งมีประโยชน์อย่างมากต่อการการันตีคุณภาพในการผลิตจำนวนมาก

การวิเคราะห์สมรรถนะแบบพัลส์ผสม (Hybrid Pulse Power Characterization หรือ HPPC) เพื่อจำลองโหลดแบบไดนามิก

HPPC ใช้พัลส์การคายประจุ/ชาร์จแบบ 10 วินาที เพื่อจำลองภาระงานจริง เช่น การเร่งความเร็วของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) และการเบรกแบบคืนพลังงาน ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่รายงานว่ามีความสัมพันธ์กันถึง 92% ระหว่างข้อมูลประสิทธิภาพการจ่ายพลังงานที่ได้จาก HPPC กับประสิทธิภาพจริงของรถยนต์ ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณขนาดแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำตามเป้าหมายในการเร่งความเร็วจาก 0–60 ไมล์ต่อชั่วโมง

การออกแบบขั้นตอนการทดสอบเฉพาะงานเพื่อความเกี่ยวข้องกับสภาพการใช้งานจริง

โปรโตคอลแบบกำหนดเองสามารถเพิ่มความแม่นยำในการพยากรณ์ได้ถึง 40% สำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น

• โลจิสติกส์ในอุณหภูมิต่ำ : การทดสอบที่อุณหภูมิ -30°C พร้อมอัตราการคายประจุ 2C
• การจัดเก็บพลังงานในระบบสายส่ง : การกำหนดช่วงเวลาพักนาน 72 ชั่วโมงระหว่างรอบการชาร์จแบบบางส่วน
• อุปกรณ์ทางการแพทย์ : การตรวจสอบความสม่ำเสมอในการชาร์จ/คายประจุระดับ 99.99% ตลอด 10,000 ไมโครไซเคิล

การปรับใช้เหล่านี้สามารถตอบสนองข้อกำหนดเฉพาะของอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้กับกรอบการทดสอบตามมาตรฐาน ISO 12405-4

การวิเคราะห์สเปกตรัมความต้านทานไฟฟ้าเชิงอิเล็กโทรเคมีและการวิเคราะห์ความต้านทานภายใน

บทบาทของ EIS ในการวินิจฉัยสุขภาพและความสมบูรณ์ของเซลล์แบตเตอรี่

เทคนิค Electrochemical Impedance Spectroscopy หรือ EIS ได้กลายเป็นวิธีการหลักในการตรวจสอบเซลล์แบตเตอรี่แบบไม่ทำลายชิ้นงาน มันช่วยให้สามารถตรวจจับเมื่อแบตเตอรี่เริ่มสูญเสียความสามารถในการเก็บประจุ รวมถึงติดตามการเปลี่ยนแปลงในการนำไฟฟ้าภายในของแบตเตอรี่ วิธีการนี้ทำงานโดยส่งสัญญาณกระแสสลับที่ความถี่ต่าง ๆ ตั้งแต่ประมาณ 0.1 เฮิรตซ์ ไปจนถึงประมาณ 100 กิโลเฮิรตซ์ การทำเช่นนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ เช่น ความเร็วของการเคลื่อนที่ของประจุ หรือความหนาของชั้น SEI ที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรด ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ในปัจจุบันส่วนใหญ่พึ่งพาค่าที่วัดได้จาก EIS ในการประเมินสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ เนื่องจากการทดสอบแบบดั้งเดิมไม่สามารถตรวจจับปัญหาได้จนกว่าจะเกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงแล้ว

การเข้าใจพื้นฐานของความต้านทานแบบโอห์มิกและความต้านทานไฟฟ้า (Impedance)

ความต้านทานแบบโอห์มิก (R _ω ) แสดงถึงการลดลงของแรงดันไฟฟ้าทันทีในขณะที่มีกระแสไหลผ่าน ในขณะที่อิมพีแดนซ์ (Z) จะประกอบด้วยทั้งองค์ประกอบแบบต้านทานและแบบรีแอคทีฟ ความแตกต่างหลัก:

EIS แยกพารามิเตอร์เหล่านี้ผ่านการวิเคราะห์แผนภูมิไนควิสต์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงโหมดการเสื่อมสภาพที่สำคัญ เช่น การแห้งของอิเล็กโทรไลต์ หรือการแตกร้าวของอิเล็กโทรด

กรณีศึกษา: การวิเคราะห์ EIS ของการเสื่อมสภาพในเซลล์ลิเธียม-ไอออนแบบ Pouch

ตามการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์ Frontiers in Materials เมื่อปี 2025 EIS ปรากฏว่าดีมากในการติดตามว่าเซลล์ถุงลิตียมไอออนจะแก่ตัวอย่างไร ทีมงานวิจัยตั้งประสบการณ์ของพวกเขาด้วยระบบไฟฟ้าสามอิเล็กทรอนด์ โดยใช้สัญญาณ AC 10 มิลลิโวลต์ ผ่านความถี่ตั้งแต่ 0.01 Hz ไปจนถึง 100,000 Hz สิ่งที่พวกเขาพบมันน่าสนใจมาก หลังจากประมาณ 500 รอบชาร์จ มีการกระโดดที่เห็นได้ชัด 34% ในสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า ความต้านทานการโอนชาร์จ เมื่อพวกเขาทําการจําลองหลังจากทดสอบ มันดูเหมือนจะชัดเจนว่า ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นนี้ เกิดจากปัจจัยหลักสองประการ คือชั้นระหว่างระยะของสารไฟฟ้าที่แข็งแรงที่หนาขึ้น และชิ้นส่วนของสารประกอบที่เริ่มจะหลุดออกจากที่ที่พวกเขาควรอยู่ ผลการค้นพบเหล่านี้ ให้ผู้ผลิตมีสิ่งที่มีค่าจริงๆ ที่จะทํางานกับถ้าพวกเขาต้องการที่จะทําให้แบตเตอรี่ ใช้งานได้นานกว่า ก่อนที่จะเริ่มที่จะล้มเหลว

เทคนิคการทดสอบรวดเร็วที่กําลังเกิด: วิธีการต่อต้านแรงกระแทกและ AC

ตัวแปร EIS แบบพัลส์สามารถทดสอบได้เร็วกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมถึง 87% โดย:

• ใช้คลื่นไซน์หลายความถี่พร้อมกัน (1–1000 เฮิรตซ์)
• จำกัดระยะเวลาการทดสอบไว้ที่ <15 นาทีต่อเซลล์
• ควบคุมค่าความผิดพลาดให้อยู่ในระดับ <5% เมื่อเทียบกับ EIS มาตรฐาน

สิ่งนี้ทำให้สามารถควบคุมคุณภาพแบบเรียลไทม์ภายในโรงงานขนาดใหญ่ (gigafactory) ได้ โดยผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้ารายหนึ่งรายงานว่าสามารถลดเวลาในการจัดเกรดเซลล์ลงได้ถึง 62% โดยไม่สูญเสียความแม่นยำในการวินิจฉัย

การปรับปรุงการเลือกความถี่และการแปลข้อมูลใน EIS

การกำหนดช่วงความถี่อย่างมีกลยุทธ์ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวินิจฉัย:

• ความถี่ต่ำ (0.01–1 เฮิรตซ์): ติดตามข้อจำกัดด้านการแพร่ของไอออนลิเธียม
• ความถี่ปานกลาง (1–1000 เฮิรตซ์): การตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของอัลทรอด / อัลทรอยท์
• ความถี่สูง (> 1 kHz): การต่อต้านของเครื่องเชื่อม/เครื่องเก็บ

เครื่องมือการสร้างแบบจำลองวงจรเทียบเท่าขั้นสูงในปัจจุบันสามารถทำให้กระบวนการทำงานดึงข้อมูล 92% ทำงานอัตโนมัติ ลดเวลาในการตีความจากหลายชั่วโมงเหลือเพียงไม่กี่นาที และเพิ่มความเที่ยงตรงซ้ำได้ในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ต่างกัน

ผลกระทบของเงื่อนไขการทดสอบต่อผลลัพธ์ของเซลล์แบตเตอรี่

วิธีที่เงื่อนไขการทดสอบมีอิทธิพลต่อความแปรปรวนของสมรรถนะแบตเตอรี่

ตัวเลขประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่อาจมีการเปลี่ยนแปลงมากพอสมควร ขึ้นอยู่กับวิธีการทดสอบ ปัจจัยต่างๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเร็วในการคายประจุที่แตกต่างกัน และเปอร์เซ็นต์การชาร์จที่เหลืออยู่ในเซลล์ สามารถทำให้เกิดความแปรปรวนได้ประมาณ 30% ในสถานการณ์การทดสอบมาตรฐาน การวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Energy Chemistry เมื่อปี 2021 ได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับเซลล์ NMC โดยเฉพาะ เมื่อแบตเตอรี่เหล่านี้ถูกคายประจุที่ความเร็วสองเท่าของปกติ (2C) แทนที่จะเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วปกติ (0.5C) ความจุที่ใช้งานได้ลดลงประมาณ 15% สาเหตุหลักคือไอออนเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้ช้าลงในระหว่างการคายประจุอย่างรวดเร็ว และยังมีปัญหาบางประการเกี่ยวกับการถ่ายโอนประจุภายในโครงสร้างเซลล์

ผลกระทบของอุณหภูมิ ความเร็วในการคายประจุ และระดับการชาร์จต่อประสิทธิภาพ

อุณหภูมิสุดขั้วสร้างปัญหาใหญ่ 2 ประการให้กับแบตเตอรี่ เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป ขั้วไฟฟ้าจะเสื่อมสภาพเร็วขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่ไม่พึงประสงค์ ทำให้ความจุลดลงประมาณ 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ สำหรับทุกๆ การเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียสเหนือระดับ 25°C อีกทั้งอากาศหนาวก็สร้างปัญหาไม่แพ้กัน เนื่องจากความต้านทานไอออนเพิ่มขึ้นประมาณ 200 ถึง 300 เปอร์เซ็นต์ในระบบลิเธียม-ไอออนมาตรฐาน เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง มีการศึกษาที่เพิ่งเผยแพร่โดยคาปโควา (Capkova) และคณะได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ ที่อุณหภูมิ -20°C เซลล์แบบกระเป๋า (pouch cells) ยังคงเก็บประจุไว้ได้เพียงประมาณ 60% เมื่อเทียบกับที่อุณหภูมิห้องปกติ โดยส่วนใหญ่เป็นเพราะอิเล็กโทรไลต์มีความหนืดมากขึ้นและยากต่อการใช้งาน นอกจากนี้ ผลกระทบยังแย่ลงในเซลล์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงอีกด้วย อัตราการคายประจุเร็ว เช่น การพัลส์ที่ระดับ 5C ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงมากกว่า 20% ในชุด NMC graphite ซึ่งทำให้ใช้งานไม่ได้ภายใต้สภาวะที่ต้องรับภาระหนัก

กรณีศึกษา: การทดสอบสมรรถนะที่อุณหภูมิต่ำของเซลล์เชิงพาณิชย์

การวิเคราะห์เปรียบเทียบเซลล์ 18650 แบบเชิงพาณิชย์ 8 ตัวที่อุณหภูมิ -10°C แสดงให้เห็นว่า:

เซลล์ลิเธียมไทเทเนต (LTO) แสดงให้เห็นถึงความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำที่ดีกว่า เนื่องจากโครงสร้างผลึกที่ไม่มีแรงดึงเครียด (zero-strain) และการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ที่สูงขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัย Applied Energy ปี 2023 เกี่ยวกับสมรรถนะของลิเธียม-ไอออนในสภาพอากาศเย็น

การทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่จำกัดเพื่อตรวจสอบความปลอดภัยและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

ระเบียบข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ เช่น UN38.3 กำหนดให้ต้องทดสอบภายใต้สภาวะสุดขั้ว รวมถึงการทดสอบเปลี่ยนอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว (จาก -40°C ถึง +71°C) และการจำลองความสูง (11.6 kPa) การทดสอบเหล่านี้ช่วยระบุรูปแบบการเกิดความล้มเหลว เช่น การยุบตัวของเซปะเรเตอร์ในเซลล์ลิเธียมโพลิเมอร์ระหว่างการลดความดันอย่างรวดเร็ว เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในการขนส่งและการใช้งานภายใต้สภาวะเครียด

การควบคุมตัวแปรเพื่อการวิเคราะห์เซลล์แบตเตอรี่ที่สามารถทำซ้ำได้และแม่นยำ

ปัจจุบันมาตรฐานการทดสอบที่ทันสมัยต้องการการควบคุมที่แม่นยำมาก โดยทั่วไปอยู่ที่ +/- 0.5 องศาเซลเซียส สำหรับอุณหภูมิ และความแม่นยำประมาณร้อยละหนึ่งสำหรับการวัดกระแสไฟฟ้า เพื่อรักษาความสอดคล้องของผลลัพธ์ระหว่างห้องปฏิบัติการต่างๆ การวิจัยที่เผยแพร่ใน Frontiers in Energy Research ในปี 2025 ยังได้แสดงข้อมูลที่น่าสนใจอีกด้วย กล่าวคือ เมื่อแรงยึดของอุปกรณ์ยึดเซลล์ (cell fixtures) มีค่าเปลี่ยนแปลงเกิน 2 นิวตันเมตร จะส่งผลให้ความต้านทานการสัมผัสเปลี่ยนแปลงสูงถึงร้อยละสิบแปด นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการตั้งค่าทางกลจึงมีความสำคัญอย่างมากในสภาพแวดล้อมการทดสอบ ห้องปฏิบัติการที่สามารถรักษาสภาพแวดล้อมให้คงที่ พร้อมทั้งจัดระดับทางกลให้ถูกต้อง มักจะให้ข้อมูลที่มีคุณภาพสูงกว่า ซึ่งสามารถผ่านการตรวจสอบซ้ำได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อทดสอบอีกครั้งในภายหลัง

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมการประเมินเซลล์แบตเตอรี่จึงมีความสำคัญ?

การประเมินเซลล์แบตเตอรี่ช่วยป้องกันปัญหาใหญ่ที่อาจเกิดขึ้นกับเทคโนโลยี เช่น รถยนต์ไฟฟ้า (EV) และระบบกักเก็บพลังงาน มันทำให้วิศวกรสามารถทำนายอายุการใช้งานและตรวจจับปัญหาแต่เนิ่นๆ ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย

พารามิเตอร์หลักในการประเมินแบตเตอรี่คืออะไร?

ความจุ (Capacity), แรงดันไฟฟ้าขณะวงจรเปิด (Open-circuit voltage) และความต้านทานภายใน (Internal resistance) คือค่าพารามิเตอร์พื้นฐานในการประเมินแบตเตอรี่ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการกักเก็บพลังงาน ระดับการชาร์จ (State-of-charge) และประสิทธิภาพในการส่งพลังงานไฟฟ้า

เคมีของแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันมีผลต่อสมรรถนะอย่างไร?

เคมีของแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ เช่น NMC, LFP และ LTO มีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันในด้านความหนาแน่นพลังงาน อายุการใช้งาน และความเสถียร จึงเหมาะกับการใช้งานเฉพาะทาง

วิธีทดสอบแบตเตอรี่มาตรฐานมีอะไรบ้าง?

วิธีการทั่วไป ได้แก่ การชาร์จ/คายประจุแบบควบคุมกระแสไฟฟ้าคงที่ (Galvanostatic charge/discharge cycling) การวิเคราะห์สเปกตรัมความต้านทานไฟฟ้าเคมี (Electrochemical impedance spectroscopy - EIS) และการประเมินสมรรถนะพลังงานแบบพัลส์ผสม (Hybrid pulse power characterization - HPPC) เพื่อจำลองสภาพการใช้งานจริง