Solid – State Batteries แบตเตอรี่โซลิดสเตต กำลังจะมาถึง

- Advertisement -

13 กันยายน 2568

Solid – State Batteries are Coming for Future of Energy Storage

“…..ปัจจุบัน ระบบจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากทั่วโลกกำลังเปลี่ยนมาใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน….”

ก่อนหน้านี้ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ Battery Performance คือ อุปสรรคสำคัญในการขยายขนาดรถยนต์ไฟฟ้า Scaling Electric Vehicles: EVs และระบบพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Systems .. ความท้าทาย เช่น เวลาในการชาร์จที่ช้า Slow Charging Times, ต้นทุนที่สูง High Costs และความจุในการจัดเก็บพลังงานที่จำกัด Limited Storage Capacity ทำให้การนำมาใช้ในวงกว้างทำได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน Household Energy Storage Systems ..

ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Breakthrough in Solid – State Batteries ซึ่งใกล้จะเกิดขึ้นแล้วนั้น คาดหมายว่า พวกมันจะสามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า Revolutionize the EVs Industry ไปตลอดกาล ส่งผลให้ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs สามารถขับเคลื่อนไปได้ไกลมากขึ้น และมีกำลังขับสูงขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว Single Charge, ชาร์จเร็วขึ้น Charge Faster รวมทั้งด้วยต้นทุนต่ำลง Cost Less ..

Solid – State Lithium Battery / Upgrade Energy Density & Safety | Credit: Dongguan SUM Electronics Technology

ทั้งนี้ การปรากฏตัวของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Emergence of Solid – State Battery Technologies ถือเป็นตัวเปลี่ยนเกม Game – Changer ในนวัตกรรมการจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Innovations .. พวกมันส่งผลโดยตรงต่ออนาคตของการออกแบบ Design, วิศวกรรม Engineering และความน่าเชื่อถือของระบบพลังงาน Reliability of Power Systems จากนี้ไป ..

โดยทั่วไป แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries คือ อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานรุ่นต่อไป Next – Generation Energy Storage Devices ซึ่งแทนที่อิเล็กโทรไลต์ของเหลว Replace the Liquid Electrolytes ที่พบในแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบเดิม Traditional Lithium – Ion Batteries ด้วยอิเล็กโทรไลต์แบบของแข็ง Solid Electrolytes .. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลักนี้ ช่วยแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องหลายประการในเทคโนโลยีลิเธี่ยมไอออน Lithium – Ion Technologies เช่น ความไม่เสถียรทางความร้อน Thermal Instability และความหนาแน่นของพลังงานที่จำกัด Limited Energy Density เป็นต้น .. ภาวะความร้อนสูงเกิน Thermal Runaway ซึ่งเป็นสถานการณ์อันตรายที่แบตเตอรี่ร้อนเกินไปอย่างควบคุมไม่ได้ Overheat Uncontrollably และอาจติดไฟได้นั้น ลดลงอย่างมาก เนื่องมาจากลักษณะเสถียรของอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิด Stable Nature of Solid Electrolytes ..

เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Technologies กำลังก้าวหน้าอย่างมาก และคาดว่าจะเริ่มใช้งานเชิงพาณิชย์ในวงกว้างมากขึ้น ภายในปี 2569 .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ซึ่งแทนที่อิเล็กโทรไลต์ของเหลว หรือเจล Liquid or Gel Electrolyte ในแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบเดิม Conventional Lithium – Ion Batteries ด้วยวัสดุแข็ง Solid Materials กำลังจะถูกนำมาใช้งานในเชิงพาณิชย์ และคาดว่าจะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น Higher Energy Density, ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น Enhanced Safety และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น Longer Lifespan .. ในขณะที่ ปัจจุบันมีการใช้งานในแอปพลิเคชันเฉพาะทาง เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ และอุปกรณ์สวมใส่ Pacemakers & Wearables .. ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ Major Automakers กำลังตั้งเป้าที่จะนำแบตเตอรี่โซลิดสเตต ไปใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ภายในไม่กี่ปีข้างหน้า โดยบางรายวางแผนจะนำแบตเตอรี่ดังกล่าวไปสาธิตบนรถยนต์ของพวกเขา ภายในปี 2570 และผลิตเป็นจำนวนมาก ภายในปี 2573 ..

ตัวอย่างความก้าวหน้า ประโยชน์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตต และกรอบเวลาที่สำคัญ Key Advancements, Benefits of Solid – State Batteries & Timelines สรุปเป็นประเด็นสำคัญได้ ดังนี้ :-

– โตโยต้า Toyota คือ บริษัทฯ ผู้ท้าชิงชั้นนำของโลก โดยตั้งเป้าที่จะนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตของตนไปใช้ในเชิงพาณิชย์ Commercialization of Its Solid – State Battery Technologies เต็มรูปแบบบนรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ของพวกเขา ด้วยระยะทางวิ่ง Range อยู่ที่อย่างน้อย 750 ไมล์ และใช้เวลาในการชาร์จ Charging Time เพียง 10 นาที โดยเริ่มแรก โตโยต้า Toyota ได้ทดสอบการใช้งานบนรถยนต์ไฮบริด Hybrid Vehicles ก่อนจะเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบ Full Electric Vehicles .. ทั้งนี้ ปัจจุบัน โตโยต้า Toyota ยืนยันว่า พวกเขาอาจได้มาถึงจุดสุดยอดของความก้าวหน้าดังกล่าวแล้ว ขณะที่ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้ารายอื่น ๆ กำลังทำงานร่วมกับบริษัทแบตเตอรี่หลายแห่งเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่นี้ .. คาดหมายว่า ภายในสิ้นปี 2568 นี้ Toyota’s bZ4X Electric Cars ที่ใช้ชุดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Batteries with Solid – State Technologies กำลังจะบุกเข้าสู่ตลาดโลกแล้ว ซึ่งพวกมัน ทำระยะทางได้เป็น 2 เท่า อยู่ที่ 1,200 Km ด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว 5 – 10 นาที เท่านั้น ..

Electric Vehicles: EVs Trend / Toyota Motor Corporation’s New EV bZ4X with Solid – State Battery | Credit: Kyodo

– บริษัท QuantumScape คือ บริษัทฯ ซึ่งพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธี่ยมเมทัลแบบโซลิดสเตตที่ชาร์จไฟได้ Solid – State Rechargeable Lithium Metal Batteries สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Electric Cars สัญชาติอเมริกัน American Company ได้รับการสนับสนุนจาก Volkswagen ส่งมอบเซลล์ต้นแบบแบบโซลิดสเตต 24 ชั้น หรือ 24 – Layer Solid – State Prototype Cells มาตั้งแต่ปี 2567 สำหรับการทดสอบยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs เพื่อทำตลาดในสหรัฐฯ จากนี้ไป ..

– ผู้ผลิตรถยนต์หลายราย Several Automakers ตั้งเป้าที่จะสาธิตรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ที่ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ภายในปี 2570 โดยคาดว่าจะผลิตได้ในปริมาณมากภายในปี 2573 .. ปัจจุบัน บริษัทฯ ผู้ผลิตรถยนต์ต่าง ๆ เช่น Stellatis, Hyundai, BMW และ Volkswagen ยังได้ร่วมมือกับบริษัทฯ ที่ทำงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ไปพร้อมด้วย .. เทคโนโลยีนี้ ถือเป็นคำมั่นสัญญาในเรื่องแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กลง และเบากว่า แต่ก็ให้พลังงานมากกว่า พวกมันปลอดภัยกว่าโดยมีโอกาสเกิดเพลิงไหม้น้อยลงเมื่อเกิดอุบัติเหตุเช่นกัน ..

– นิสสัน Nissan ได้ยืนยันแล้วว่า Electric Vehicles: EVs รุ่นแรกที่ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ยังคงเป็นไปตามแผนงานทำตลาดทั่วโลก ในปี 2571 .. ปัจจุบัน นิสสัน Nissan ได้จัดตั้งสายการผลิตนำร่องในเมืองโยโกฮามา Established a Pilot Production Line in Yokohama เพื่อพัฒนา และปรับปรุงเทคโนโลยีเพิ่มเติม Further Develop & Refine the Technologies ..

– ผู้ผลิตรถยนต์ของจีน Chinese Automakers เช่น BYD, SAIC Motor และ Changan Automobile กำลังพัฒนา และวางแผนงานที่จะนำแบตเตอรี่โซลิดสเตตออกสู่ตลาดโลก Bringing Solid – State Batteries to the Global Market ภายในปี 2570 มาพร้อมด้วยเช่นกัน ..

ทั้งนี้ ประโยชน์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Benefits of Solid – State Batteries ที่ชัดเจนที่สุด ได้แก่ ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้น Increased Energy Density .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries สามารถจัดเก็บพลังงานได้มากขึ้นด้วยปริมาตรที่เท่ากัน ซึ่งจะส่งผลให้ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs มีระยะการขับขี่ที่ไกลกว่า และยาวนานขึ้นมาก .. นอกจากนั้น อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดที่เป็นของแข็ง Solid Electrolytes มีแนวโน้มที่จะติดไฟ หรือระเบิดน้อยกว่าอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลว Liquid Electrolytes ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัย โดยเฉพาะในยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ขณะที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น โดยคาดว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า Longer Lifespan ซึ่งหมายความว่า สามารถชาร์จ และปล่อยประจุได้มากกว่าเดิมก่อนที่จะสูญเสียความจุ รวมไปถึงเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตบางประเภท Some Solid – State Battery Technologies ให้คำมั่นสัญญาว่าจะชาร์จได้เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด Significantly Faster Charging Times เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนในปัจจุบัน Current Lithium – Ion Batteries ..

อย่างไรก็ตาม ต้นทุน และความสามารถในการปรับขนาด Cost & Scalability ยังคงถือเป็นความท้าทาย .. ปัจจุบัน แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries มีราคาแพงกว่า และผลิตในปริมาณมากได้ยากกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบดั้งเดิม Traditional Lithium – Ion Batteries .. ขณะที่ ความพร้อมใช้ของวัสดุ Material Availability ก็เช่นกัน ซึ่งพบว่า อิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตบางประเภท Some Solid – State Electrolytes ต้องการวัสดุที่หายาก และมีราคาแพง Rare & Expensive Materials .. ทั้งนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน Performance Optimization จำเป็นต้องมีการวิจัย และพัฒนาเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และความทนทานของแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับการใช้งานต่าง ๆ รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ..

โดยสรุป แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries พร้อมที่จะปฏิวัติวงการจัดเก็บพลังงาน Revolutionize Energy Storage โดยมีความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนา และการผนวกรวมเข้ากับยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ทุกรูปแบบ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แม้ว่าจะมีความท้าทายอยู่บ้างก็ตาม แต่ประโยชน์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ที่จะได้รับจากความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้น Increased Energy Density, ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น Enhanced Safety และอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า Longer Lifespan ทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries คือ เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีสำหรับอนาคตของรถยนต์ไฟฟ้า Future of Electric Vehicles: EVs และการใช้งานอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับอนาคตระบบจัดเก็บพลังงาน Future of Energy Storage Systems จากนี้ไป ..

แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Batteries ได้ปลดล็อคปัญหาข้อจำกัดของแบตเตอรี่ทั่วไป และสาธิตวิธีแก้ปัญหาเรื้อรังที่มีมานานกว่า 40 ปี ให้คลี่คลายได้ในที่สุด ..

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิจัยได้พยายามควบคุมศักยภาพของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมโลหะแบบโซลิดสเตท Lithium – Metal Solid State Batteries ซึ่งเก็บพลังงานได้มากกว่า ในมวล และปริมาตรเท่าเดิม รวมทั้งให้สามารถชาร์จกำลังไฟไฟได้ในเวลาเพียงเสี้ยววินาทีเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนรูปแบบมาตรฐานดั้งเดิม ..

การพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid State Batteries สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น พวกมันทำงานได้ยอดเยี่ยมมากในห้องปฏิบัติการ รวมทั้งเป็นแหล่งพลังงานให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมากมาย และได้รับการคาดหมายว่า มันกำลังจะถูกนำไปใช้งานจริงบนยานยนต์ไฟฟ้าเพื่อเข้าสู่ตลาด Electric Vehicles: EVs ที่กำลังขยายตัวด้วยความเร่งในอนาคตอันใกล้นี้ ..

แบตเตอรี่ที่ชาร์จประจุได้อย่างรวดเร็ว และมีอายุการใช้งานยาวนาน เป็นความต้องการมาช้านาน พวกมันมีความสำคัญต่อการขยายตัวของตลาดรถยนต์ไฟฟ้า EV Market และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อีกมากมายหลายรายการ แต่ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ทั่วไปในปัจจุบัน Current Traditional Lithium – Ion Batteries ก็ยังขาดสิ่งที่จำเป็นเหล่านี้ .. พวกมันยังคงมีน้ำหนักมากเกินไป แพงเกินไป กับการใช้เวลาชาร์จ และคายประจุนานเกินไป ..

จนถึงปัจจุบัน Xin Li รองศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์จาก Harvard John A. Paulson School of Engineering & Applied Science: SEAS และทีมงานของเขา ประสบความสำเร็จในการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธี่ยมเมทัลโซลิดสเตท Lithium – Metal Solid – State Batteries ที่มีความเสถียร ซึ่งสามารถชาร์จกำลังไฟฟ้า และคายประจุได้อย่างน้อย 10,000 ครั้ง ซึ่งเป็นรอบที่สูงมากกว่าที่เคยทำได้ใน Lithium Batteries ทั่วไป รวมทั้ง การคาดหมายความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าต่อมวลที่สูงขึ้นอย่างมาก หมายความว่า ด้วยกำลังไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาเท่ากัน น้ำหนักของตัวแบตเตอรี่จะเบากว่ามาก โดยนักวิจัย พยายามเลือกจับคู่การออกแบบใหม่ กับวัสดุแคโทดความหนาแน่นพลังงานสูงกว่า และคาดว่ามันมีแนวโน้มทำตลาดในเชิงพาณิชย์ได้ด้วยต้นทุนที่ถูกลงได้ในอีกไม่นาน ..

เทคโนโลยีแบตเตอรี่นี้ สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้าให้ใกล้เคียงรถยนต์เบนซิน ที่ประมาณ 10 – 15 ปี โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ไฟฟ้า ด้วยความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า หรือพลังงานจำเพาะที่สูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมรูปแบบดั้งเดิมทั่วไป .. พวกมันสามารถปูทางสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า EVs ที่ชาร์จประจุไฟฟ้าจนเต็มได้ ภายในเพียง 10 นาที เท่านั้น ..

EV Solid State Battery | Credit: American Chemical Society / ACS Publications

ความท้าทายครั้งใหญ่ของลิเธี่ยมเมทัลแบตเตอรี่ Lithium Metal Batteries นั้น เป็นเรื่องทางเคมีมาโดยตลอด .. ปัญหาใหญ่ของแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Batteries ได้แก่ การเคลื่อนที่ของไอออนลิเธี่ยมจากแคโทดไปยังขั้วบวกในระหว่างการชาร์จ โครงสร้างโลหะลิเธี่ยมจะก่อตัวคล้ายเข็มที่ขั้วบวกซึ่งเรียกว่า เดนไดรต์ Dendrites และขณะก่อตัวขึ้น พวกมันจะเติบโตแทงขึ้นบนพื้นผิว โครงสร้างเหล่านี้ เติบโตเหมือนรากเข้าไปในอิเล็กโทรไลต์ และเจาะทะลุสิ่งกีดขวางที่แยกขั้วบวก และขั้วลบ ทำให้แบตเตอรี่มีอายุสั้น เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว หรือติดไฟได้ ..

เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ Xin Li และทีมของเขา ได้ออกแบบแบตเตอรี่หลายชั้นที่ประกบยึดวัสดุที่มีความเสถียรที่แตกต่างกันระหว่างขั้วบวก และขั้วลบ .. แบตเตอรี่วัสดุหลายชั้นนี้ ป้องกันการซึมผ่านของลิเธี่ยมเดนไดรต์ไม่ได้ทั้งหมด แต่ก็สามารถหยุดมันไว้ในตำแหน่งแนวกั้นอิเล็กโทรไลต์ชั้นที่ 2 และสามารถควบคุมการซึมผ่านแทงทะลุของลิเธี่ยมเดนไดรต์ Lithium Dendrite ไว้ได้สำเร็จ ..

อิเล็กโทรไลต์แรก Electrolyte 1 ชื่อทางเคมี Li_5.5PS_4.5Cl_1.5หรือ LPSCI มีความเสถียรมากกว่าเมื่อใช้ลิเธี่ยม แต่มีแนวโน้มที่เดนไดรต์จะยังคงซึมผ่านได้ .. ขณะที่ อิเล็กโทรไลต์ที่สอง Electrolyte 2 คือ Li₁₀ Ge₁ P₂ S₁₂ หรือ LGPS มีความเสถียรน้อยกว่าเมื่อใช้ลิเธี่ยม แต่ดูเหมือนจะสามารถต้านทานลิเธี่ยมเดนไดรต์ Lithium Dendrite ได้ .. ในการออกแบบนี้ เดนไดรต์ Dendrite จะเติบโตผ่านกราไฟต์ และอิเล็กโทรไลต์แรก แต่จะหยุดเมื่อถึงแนวกั้น Electrolyte ที่ 2 และไม่สามารถทะลุออกไปได้ พวกมันป้องกันมิให้แบตเตอรี่เกิดการลัดวงจร และจะไม่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วเหมือนเช่นแบตเตอรี่ลิเธี่ยมทั่วไปได้ ..

รองศาสตราจารย์ Xin Li ชี้ให้เห็นเพิ่มเติมว่า “ความแตกต่าง คือ จุดยึดของทีมวิจัยแน่นเกินกว่าที่เดนไดรต์ Dendrites จะเจาะผ่านได้ ดังนั้นการเติบโตของเดนไดรต์ จึงหยุดลง” นอกจากนั้น ตัวแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Batteries ยังสามารถรักษาตัวเองได้ ปฏิกิริยาทางเคมีของพวกมัน ช่วยให้สามารถทดแทนหลุมที่เดนไดรต์สร้างขึ้นได้อีกด้วย ..

การออกแบบที่พิสูจน์แนวคิดนี้ แสดงให้เห็นว่า ลิเธี่ยมเมทัลโซลิดสเตทแบตเตอรี่ Solid – State Lithium Metal Batteries สามารถแข่งขันกับลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่รูปแบบดั้งเดิมในเชิงพาณิชย์ได้ .. ความยืดหยุ่น และความอเนกประสงค์จากการออกแบบหลายชั้นของพวกเขา ทำให้พวกมันเข้ากันได้กับขั้นตอนการผลิตเป็นจำนวนมาก Mass Production ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ Battery Industry .. การปรับขนาดให้เท่ากับแบตเตอรี่ในเชิงพาณิชย์ ไม่ใช่เรื่องง่าย และยังมีความท้าทายในทางปฏิบัติอยู่บ้าง แต่นักออกแบบเชื่อว่า พวกเขาจะเอาชนะปัญหาเหล่านี้ได้ ..

อย่างไรก็ตาม ความคาดหวังที่เป็นไปได้ เมื่อเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Battery Technologies ได้กลายเป็นหนึ่งในทางออกที่ดีกว่า แม้ว่าจะไม่เหมาะกับทุก ๆ การใช้งาน แต่เทคโนโลยีรูปแบบใหม่นี้ จะทำให้ระยะทางสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ได้รับการปรับปรุงให้ไปได้ไกลขึ้น พร้อมสำหรับงานหนักมากขึ้น สมรรถนะของมันเทียบเคียงขยับเข้าไปใกล้ระดับพลังงานจำเพาะ หรือความหนาแน่นของพลังงานในเซลล์เชื้อเพลิงด้วยต้นทุนที่ถูกกว่า หรือแม้แต่การสร้างหมวดหมู่ยานพาหนะใหม่ทั้งหมดในอนาคต .. เราได้เห็น Tesla และ Toyota กำลังแข่งขันกันอย่างเอาจริงเอาจัง เพื่อครองตลาดอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าแห่งอนาคต ด้วยชุดแบตเตอรี่ไฟฟ้าโซลิดสเตท Solid – State Electric Battery Packs ที่เหนือชั้น ..

ทั้งนี้ แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries คือ แบตเตอรี่แบบชาร์จประจุไฟฟ้าได้หลาย ๆ รอบ ซึ่งอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte อยู่ในสถานะของแข็งแทนที่จะเป็นของเหลว หรือสถานะก๊าซ ซึ่งหมายความว่า พวกมันมีความหนาแน่นของพลังงานสูงมากกว่า สามารถคายประจุ และชาร์จประจุไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว ด้วยรอบที่มากกว่า และไม่มีส่วนประกอบใดที่ติดไฟได้ ..

แบตเตอรี่พื้นฐานทั่วไป ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้ว คือ ขั้วบวก และขั้วลบ ที่คั่นด้วยอิเล็กโทรไลต์ เมื่อชาร์จ หรือคายประจุอิเล็กตรอนไฟฟ้า จะมีการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองนี้ ทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้า .. อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte นำไอออนลบ Negative Ions จากแคโทด Cathode ไปยังขั้วบวก Anode ขณะเมื่อมีการผลิตกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น และทำให้แยกออกจากกันในเวลาที่ไม่ต้องการกำลังไฟฟ้า .. อิเล็กโทรดทั้งสอง ถูกยึดเข้าไว้ด้วยกัน ด้วยวัสดุอื่นคั่นกลางไว้ที่เรียกว่า ตัวคั่น Separators ..

ในแบตเตอรี่โซลิดสเตท อิเล็กโทรไลต์เหลวในแบตเตอรี่ลิเธี่ยมรูปแบบเดิม จะถูกแทนที่ด้วยวัสดุที่เป็นของแข็ง วัสดุเหล่านี้ มีการนำไฟฟ้าสูง และไม่สามารถระเหยได้ในลักษณะเดียวกับที่อิเล็กโทรไลต์เหลวเป็น ซึ่งหมายความว่า ความเสี่ยงของการระบายความร้อนจะลดลงอย่างมาก และสามารถใช้แบตเตอรี่ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น ..

สิ่งที่ทำให้พวกมันเหนือชั้นกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนในรูปแบบมาตรฐานดั้งเดิม ได้แก่ 4 ประเด็นสำคัญที่อธิบายได้ นั่นคือ พลังงานจำเพาะ Specific Energy หรือความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density, ความปลอดภัย Safety, ความเร็วในการชาร์จ Charging Speed และระยะทาง Range ..

เมื่อเปรียบเทียบพลังงานจำเพาะ Specific Energy หรือความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ต่อมวลของแบตเตอรี่ไฟฟ้าแล้ว พบว่า พลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่โซลิดสเตท Sold – State Battery Specific Energy ที่กำลังเตรียมจะเริ่มวางตลาดในเร็วๆ นี้แล้ว คือ 330 Wh/Kg ในขณะที่ ปัจจุบัน หลายบริษัทผู้ผลิตมีแผนงานที่จะพัฒนาให้มีความจุเกิน 400 Wh/Kg ให้ได้จากนี้ไป .. อย่างไรก็ตาม โดยมาตรฐานทั่วไปนั้น พลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ Sold State Battery Specific Energy จะอยู่ในช่วงระหว่าง 330 – 450 Wh/Kg ..

ในขณะที่ Semi – Solid Batteries ของ 24M Technologies ก็กำลังมาแรงด้วยพลังงานจำเพาะ Specific Energy อยู่ที่ 350 Wh/Kg อันเป็นที่สนใจของบริษัท GPSC หนึ่งใน Flagship ของกลุ่ม ปตท.ของไทยอย่างมาก เพราะพวกมัน คือ อนาคตที่ให้กำลังไฟฟ้าสูง ทนทาน และเบามาก กับที่สำคัญ พวกมันสามารถถูกผลิตขึ้นในประเทศไทย และนำเข้าสู่ตลาดได้อย่างรวดเร็วกว่าในเร็ววันนี้ ก่อนที่ Solid – State Lithium Batteries จะเข้าสู่ตลาดโลกได้จริง ๆ ด้วยสมรรถนะใกล้เคียงกัน แต่ราคาถูกกว่า ..

GPSC to Build Plant for 24M Semi – Solid Batteries in Thailand; 30 MWh to start, 100 MWh in 2021 | Credit: GPSC

ตัวอย่างความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่อื่น ๆ ที่นำมาเปรียบเทียบในตลาดอีก ได้แก่ ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium – Ion Batteries ของ Tesla Model 3 คือ 250 Wh/Kg , Battery Hybrid ชนิด Nickel – Metal Hydride Batteries คือ 90 Wh/Kg และแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบดั้งเดิม Lead – Acid คือ เพียงประมาณ 35 – 40 Wh/Kg เท่านั้น .. และเพราะว่า ด้วยการคำนวณทางวิศวกรรมแบบคร่าว ๆ แล้ว แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ให้กำลังขับเคลื่อน ได้เท่ากับ Tesla Model 3 รุ่น Long Range ที่มีความจุแบตเตอรี่ อยู่ที่่ 75 KWh นั้น จะต้องใช้แบตเตอรี่แบบต่าง ๆ เปรียบเทียบตามน้ำหนัก ได้ดังนี้ :-

– แบตเตอรี่กรดตะกั่ว Lead – Acid Battery: 1,875 กิโลกรัม และนั่นหมายถึงน้ำหนักตัวแบตเตอรี่เกือบ 2 ตัน

– แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ Ni – MH หรือ Nickel – Metal Hydride Battery: 833 กิโลกรัม

– ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium – Ion Battery: 478 กิโลกรัม ซึ่งเท่ากับน้ำหนักประมาณเกือบครึ่งตัน

– แบตเตอรี่เซมิโซลิดสเตท Semi Solid – State Battery: 214 กิโลกรัม

– แบตเตอรี่ลิเธี่ยมโซลิดสเตท Solid – State Battery: 187 กิโลกรัม

ดังนั้น หากเรานำแบตเตอรี่ Solid – State หรือ Semi Solid – State Battery มาใช้แทนที่แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป เช่น Tesla Model 3 ในปัจจุบันแล้ว น้ำหนักของพวกมันจะลดลงเหลือเพียง 187 Kg จาก 478 Kg หรือหมายถึง น้ำหนักแบตเตอรี่ จะลดลงกว่าแบตเตอรี่บน Tesla Model 3 ถึงประมาณ 2 เท่าครึ่ง ซึ่งจะทำให้ รถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต Future of Electric Vehicles: EVs เหล่านี้นั้น อาจมีน้ำหนักเบาพอ ๆ กับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลได้แน่นอนในที่สุด ..

คาดหมายได้ว่า ภายในสิ้นปี ค.ศ.2025 หรือ พ.ศ.2568 นี้ คนไทยจะได้เห็นรถยนต์ไฟฟ้าใช้แบตเตอรี่ Solid – State Battery ขนาด 300 KWh ที่วิ่งอยู่บนถนนในประเทศไทย ด้วยระยะทาง 1,500 Km ต่อการชาร์จประจุไฟฟ้าเพียงครั้งเดียวแน่นอน ..

ในประเด็นด้านความปลอดภัยนั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries ปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์เหลวแบบเดิม Conventional Liquid Electrolyte Batteries เนื่องจากไม่มีอิเล็กโทรไลต์ที่ติดไฟได้ รวมทั้งเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte เป็นของแข็ง จึงไม่มีความเสี่ยงต่อการจุดระเบิดที่อาจเกิดจากการคายความร้อนได้ ขณะที่วัสดุที่เป็นของแข็งจะไม่ระเหยขณะชาร์จ และคายประจุ ..

ดังนั้น จึงไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนระหว่างการชาร์จ โดยทั่วไปแล้ว การระบายความร้อนจะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ร้อนเกินไป ซึ่งมักเกิดจากการชาร์จไฟเกิน หรือความเสียหายที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จ หรือการใช้งาน ..

สำหรับในประเด็นเกี่ยวกับความเร็วในการชาร์จประจุไฟฟ้า Charging Speed นั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries สามารถชาร์จประจุได้สูงถึง 80 % ในเวลาเพียง 10 นาที .. ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Batteries ที่มีใช้งานอยู่ปัจจุบัน ในเวลา 15 นาที จะสามารถชาร์จประจุไฟฟ้าได้เพียงไม่เกิน 50 % เท่านั้น .. ขณะที่ ในประเด็นของระยะทาง Range นั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries สามารถชาร์จ และคายประจุได้มากกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบเดิม Conventional Lithium – Ion Batteries หลายเท่าอย่างสบาย ๆ ทำให้เหมาะสมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในการเดินทางระยะไกล ซึ่งเป็นความต้องการส่วนใหญ่ของตลาด .. ปัจจุบันการสูญเสียศักยภาพความจุกำลังไฟฟ้าหลังจาก 1,000 รอบการคายประจุ เป็นเรื่องปกติสำหรับลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ ในขณะที่แบตเตอรี่โซลิดสเตทในห้องปฏิบัติการ สามารถรักษา 90 % ของความจุกำลังไฟฟ้าเดิมหลังจาก 5,000 รอบ รวมทั้งผลการทดสอบทดลอง ทำให้มั่นใจได้ว่า อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น Longer Life นั้น จะไม่ก่อให้เกิดปัญหาการเสื่อมสภาพของตัวแบตเตอรี่เอง แม้จะมีการใช้งานหนักอย่างน้อยจนถึง 10,000 รอบไปแล้ว ..

การผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตในประเทศไทย Solid – State Battery Production in Thailand ..

ประเทศไทย Thailand กำลังพัฒนาศักยภาพการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตอย่างจริงจัง Actively Developing Its Solid – State Battery Production Capabilities โดยมีเป้าหมายที่จะเป็นผู้นำระดับภูมิภาคในด้านเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้า Regional Leader in Electric Vehicles: EVs และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Technologies .. ผู้เล่นหลักอย่าง GPSC และ Energy Absolute: EA กำลังลงทุนในโรงงานผลิตนำร่อง และเชิงพาณิชย์ Pilot & Commercial – Scale Production Facilities โดยใช้เทคโนโลยี เช่น แบตเตอรี่เซมิโซลิด และออลโซลิดสเตต Semi Solid & All – Solid – State Batteries .. ความพยายามเหล่านี้ ขับเคลื่อนโดยความต้องการยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ที่เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก และความต้องการโซลูชันข้อไขการจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ และปลอดภัยยิ่งขึ้น More Efficient & Safer Energy Storage Solutions รวมทั้งการผลิตที่ครบวงจรในประเทศ ..

การพัฒนาที่สำคัญของไทย สรุปเป็นประเด็นต่าง ๆ ได้ดังนี้ :-

– จุดเน้นของโตโยต้าประเทศไทย Toyota Thailand’s Focus : บริษัทโตโยต้า มอเตอร์ ประเทศไทย Toyota co.th ตั้งเป้าหมายที่จะติดตั้งแบตเตอรี่โซลิดสเตตบนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ของพวกเขาตั้งแต่ปี 2570 เป็นต้นไป และได้ร่วมมือกับบริษัท Idemitsu Kosan เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตเป็นจำนวนมากในประเทศไทย ..

– โรงงานแบตเตอรี่เซมิโซลิด Semi – Solid Battery Plant ของ GPSC : บริษัท Global Power Synergy Public Company Limited: GPSC ซึ่งเป็นบริษัทฯ ในเครือของกลุ่ม ปตท. PTT Group หรือ PTT Public Company Limited กำลังพัฒนาโรงงานแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนเซมิโซลิดนำร่องแห่งแรกของประเทศไทย Developing Thailand’s First Semi – Solid Lithium – Ion Battery Pilot Plant เพื่อผลิต G – Cell Semi – Solid Batteries ในเขตอุตสาหกรรมมาบตาพุด Map Ta Phut Industrial Estate .. โรงงานแห่งนี้ สร้างขึ้นโดยร่วมมือกับบริษัท Thai Takasago โดยใช้เทคโนโลยีจาก 24M Technologies Inc. ด้วยกำลังการผลิตเริ่มต้น อยู่ที่ 30 MWh ต่อปี และมีแผนจะขยายเป็น 100 MWh ต่อปี ในระยะต่อไป .. ยิ่งกว่านั้น บริษัท GPSC ยังร่วมมือกับ Gotion High – Tech เพื่อก่อสร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่ Battery Plant ขนาด 2 GWh มุ่งสนับสนุนอุตสาหกรรมยานยนต์ไทย และส่งเสริมเศรษฐกิจสีเขียวมาพร้อมอีกด้วย ..

GPSC Develop G – Cell Battery, a Semi – Solid Lithium – Ion Battery Cell | Credit: GPSC

– การขยายโรงงานของ Energy Absolute : บริษัท Energy Absolute: EA วางกรอบแผนงานเพิ่มกำลังการผลิตแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs เป็น 4 GWh ณ โรงงานในจังหวัดฉะเชิงเทรา โดยมีเป้าหมายที่จะเพิ่มเป็น 10 GWh ผ่านความร่วมมือกับบริษัทจีน เช่น Eve Energy Co. และ Sunwoda Mobility Energy Technology Co. เป็นต้น ..

– โรงงานแบตเตอรี่ของ Sunwoda : โครงการก่อสร้างโรงงานแบตเตอรี่ Sunwoda’s Battery Plant ในประเทศไทย ได้รับการอนุมัติแล้วด้วยการลงทุนมูลค่า 5 หมื่นล้านบาท แสดงให้เห็นถึงความสนใจ และการลงทุนที่เพิ่มขึ้นในภาคส่วนนี้ ..

– โรงงานวิจัย และพัฒนาของ 24M : บริษัท 24M Technologies, Inc. กำลังจัดตั้งโรงงานวิจัยและพัฒนา และผลิตแห่งใหม่ New R&D & Manufacturing Facility ในจังหวัดระยอง ประเทศไทย โดยมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีตัวคั่นแบตเตอรี่ Transformative Battery Separator Technology ของ Impervio™ ที่ปฏิวัติวงการ ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อป้องกันไฟไหม้แบตเตอรี่ ..

GPSC to Build Plant for 24M Semi – Solid Batteries in Tha¹iland; 30 MWh to start, 100 MWh in 2021 | Credit: GPSC

แรงผลักดันสำคัญของประเทศไทย ได้แก่ ความทะเยอทะยานด้านยานยนต์ไฟฟ้า โดยนโยบายภาครัฐของไทยกำลังส่งเสริมอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าอย่างแข็งขัน ด้วยเป้าหมายที่จะให้รถยนต์ที่ผลิตในประเทศ 30 % เป็นยานยนต์ที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ภายในปี 2573 รวมทั้ง ประเทศไทย ยังตั้งเป้าหมายที่จะเป็นศูนย์กลางการผลิตยานยนต์ไฟฟ้าในภูมิภาค Regional Hub for EVs Manufacturing และมุ่งหมายให้การผลิตรถยนต์ในประเทศที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ด้วยสัดส่วนให้ได้ถึง 100 % ภายในปี 2578 ซึ่งแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries มีความสำคัญต่อการพัฒนาระบบการจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ และปลอดภัยสำหรับทั้งยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs และการใช้งานแบบอยู่กับที่ Stationary Applications สำหรับอนาคตของไทยจากนี้ไป ..

อย่างไรก็ตาม ต้นทุน และประสิทธิภาพ Cost & Efficiency ยังคงถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ .. แม้ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries จะมีข้อดีมากมาย แต่ต้นทุน และประสิทธิภาพยังคงเป็นพื้นที่ที่จะต้องได้รับการปรับปรุง .. ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid – State Battery Market มีการแข่งขันสูง โดยบริษัทต่าง ๆ ในหลายประเทศ เช่น QuantumScape และ Toyota กำลังเร่งพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้อย่างแข็งขันเช่นกัน ..

ทั้งนี้ การใช้งานอื่น ๆ นอกเหนือจากยานยนต์ไฟฟ้า EVs แล้ว แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ยังมีการใช้งานที่เป็นไปได้ในภาคส่วนอื่น ๆ อีกมากมาย รวมถึงการจัดเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา Energy Storage & Portable Electronics ซึ่งโดยสรุปนั้น แม้ว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Technologies จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และการใช้งาน แต่ประเทศไทย Thailand ก็แสดงถึงความสนใจอย่างมากในศักยภาพของแบตเตอรี่ดังกล่าวในการเปลี่ยนแปลงตลาดรถยนต์ไฟฟ้า และภาคส่วนอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องมีการวิจัย พัฒนา และลงทุนเพิ่มเติม เพื่อเอาชนะความท้าทาย และตระหนักถึงศักยภาพทั้งหมดของเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีเหล่านี้ ..

คาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid – State Battery Market ..

อ้างถึงข้อมูลการสำรวจตลาดของ Markets and Markets พบว่า ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid – State Battery Market กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว จาก 85 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2566 เป็น 963 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2573 โดยคาดว่าจะสูงถึงหลายพันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปีต่อ ๆ ไป ด้วยอัตราการเติบโตต่อปี Compound Annual Growth Rate: CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid – State Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 41.5 % ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2567 – 2573 .. การเติบโตแบบก้าวกระโดด Exponential Growth นี้ ขับเคลื่อนโดยปัจจัยหลายประการ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานที่เหนือกว่า Superior Energy Density, รวมถึงความต้องการเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูงที่เพิ่มขึ้น Increasing Demand for Advanced Battery Technologies ในยานยนต์ไฟฟ้า, ความกังวลด้านความปลอดภัยที่เพิ่มมากขึ้น Heightened Safety Concerns และความต้องการแหล่งพลังงานที่ใช้งานได้ยาวนานขึ้น Longer – Lasting Power Sources เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนแบบดั้งเดิมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ Traditional Lithium – Ion Batteries สำหรับผู้บริโภค ..

สำหรับส่วนแบ่งการตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Market Share ในภาพรวมนั้น อุตสาหกรรมยานยนต์ Automotive Industry คือ หนึ่งในผู้มีส่วนสนับสนุนตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตรายใหญ่ที่สุด One of the Largest Contributors to the Solid – State Battery Market .. ผู้ผลิตยานยนต์รายใหญ่ เช่น โตโยต้า Toyota และบีเอ็มดับเบิลยู BMW เป็นต้นนั้น กำลังลงทุนอย่างหนักในเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Investing Heavily in Solid – State Battery Technologies เพื่อเพิ่มระยะทาง และความปลอดภัยของรถยนต์ไฟฟ้าของพวกเขา Enhance the Range & Safety of Their Electric Vehicles: EVs .. คาดว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries จะปฏิวัติตลาดรถยนต์ไฟฟ้า Revolutionize the EV Market ด้วยการให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น Higher Energy Densities และเวลาในการชาร์จที่เร็วขึ้น Faster Charging Times ซึ่งแก้ไขข้อจำกัดสำคัญบางประการของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนในปัจจุบัน Current Lithium – Ion Batteries ได้เป็นอย่างดี ..

ขณะที่ ภาคส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค Consumer Electronics Sector ก็มีส่วนสนับสนุนตลาดอย่างมากเช่นกัน อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น สมาร์ทโฟน Smartphones, แล็ปท็อป Laptops และเทคโนโลยีสวมใส่ได้ Wearable Technologies ได้รับประโยชน์จากระบบพลังงานที่กะทัดรัด และมีประสิทธิภาพจากแบตเตอรี่โซลิดสเตต .. ความต้องการอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น และความปลอดภัยที่ดีขึ้นในอุปกรณ์เหล่านี้ คือ แรงผลักดันการนำแบตเตอรี่โซลิดสเตตมาใช้งาน ..

Solid – State Battery | Credit: NEWARE Technology LLC.

ปัจจุบัน ระบบจัดเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ Efficient Energy Storage Systems มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากทั่วโลกกำลังเปลี่ยนมาใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน Global Shift Towards Renewable Energy Sources .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Batteries ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน และมีเสถียรภาพ กำลังกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการในการจัดเก็บพลังงานที่ผลิตขึ้นจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม Solar & Wind Power คาดว่า การใช้งานนี้จะมีส่วนสนับสนุนการเติบโตของตลาดอย่างมากมาพร้อมด้วยเช่นกัน ..

ภูมิภาคอเมริกาเหนือ North America โดยเฉพาะสหรัฐฯ United States: US ถือเป็นผู้เล่นรายสำคัญในตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Market .. อุตสาหกรรมยานยนต์ที่แข็งแกร่ง Robust Automotive Industry ของภูมิภาคนี้ ประกอบกับการลงทุนจำนวนมากในด้านการวิจัย และพัฒนา คือ ตัวขับเคลื่อนตลาด .. นอกจากนี้ ความคิดริเริ่มของรัฐบาล Government Initiatives ที่ส่งเสริมพลังงานสะอาด Clean Energy และยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ยังช่วยส่งเสริมการนำแบตเตอรี่โซลิดสเตตมาใช้งาน Adoption of Solid – State Batteries ..

ยุโรป Europe คือ อีกภูมิภาคที่สำคัญสำหรับตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Market .. ประเทศต่าง ๆ เช่น เยอรมนี Germany และฝรั่งเศส France เป็นผู้นำด้านนวัตกรรมยานยนต์ โดยมีการลงทุนจำนวนมากในเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้า Significant Investments in Electric Vehicle: EV Technologies .. กฎระเบียบที่เข้มงวดของสหภาพยุโรปเกี่ยวกับการปล่อยคาร์บอน และแรงจูงใจสำหรับโซลูชันพลังงานสะอาด ช่วยผลักดันการเติบโตของตลาดต่อไปได้เป็นอย่างดี ..

ทั้งนี้ ตลาดในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก Asia Pacific ซึ่งนำโดยประเทศต่าง ๆ เช่น ญี่ปุ่น Japan, เกาหลีใต้ South Korea และจีน China ก็กำลังเติบโตอย่างมากเช่นกัน .. ญี่ปุ่น Japan และเกาหลีใต้ South Korea ซึ่งเป็นที่ตั้งของผู้ผลิตแบตเตอรี่รายใหญ่ เช่น พานาโซนิค และซัมซุง Panasonic & Samsung กำลังลงทุนอย่างหนักในการวิจัยแบตเตอรี่โซลิดสเตต Heavily Investing in Solid – State Battery Research .. การผลักดันของจีน China ต่อโซลูชันการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และพลังงานหมุนเวียน กำลังสร้างความต้องการอย่างมากสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูง Substantial Demand for Advanced Battery Technologies เช่น เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Technologies มาพร้อมด้วย ..

ส่วนที่เหลือของโลก และในภูมิภาคอื่น ๆ รวมถึงละตินอเมริกา Latin America, ตะวันออกกลาง Middle East และแอฟริกา Africa นั้น พบว่า กำลังค่อย ๆ นำเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตต Solid – State Battery Technologies มาประยุกต์ใช้งาน เนื่องจากภูมิภาคเหล่านี้ ยังคงมีการเร่งพัฒนาภาคอุตสาหกรรม และพลังงานต่อไป คาดว่า ความต้องการโซลูชันข้อไขแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพ และปลอดภัยนั้น กำลังจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ จากนี้ไป ..

สรุปส่งท้าย ..

ปัจจุบัน การวิจัย และพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น เทคโนโลยีโซลิดสเตท Solid – State Technologies อาจยังไม่เหมาะสำหรับการใช้งานบางประเภท และจำเป็นต้องมีการพัฒนาเพิ่มเติม เพื่อให้ใช้งานได้หลากหลายในระดับความเชื่อมั่นสูงกว่า และเพราะว่า พวกมันมีแนวโน้มความเป็นไปได้สูงมากในการเข้าสู่ตลาดยานยนต์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ Commercial Electric Vehicle: EV Market ในอนาคตอันใกล้ .. ด้วยเหตุนี้ จึงอาจต้องใช้เวลาอีกสักเล็กน้อยก่อนที่เทคโนโลยีเหล่านี้ จะสามารถพิสูจน์ให้เห็นชัดเจนได้ว่า พวกมันจะสามารถแข่งขันกับลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium Ion Batteries ได้ทั้งในด้านราคา Price, ความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density, ความสามารถการใช้งานจริง Practicality, ขนาด Size, น้ำหนัก Weight, ความทนทาน Durability และโครงสร้างพื้นฐาน Infrastructure ..

ต้นทุนราคา และค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้อง Cost, Pricing & Associated Costs จะต้องลดลงอีก หากอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle: EV Industry วางแผนจะนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Technologies ไปใช้งานกับรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ในตลาด .. จนถึงวันนี้ พวกมัน ยังคงมีราคาสูงกว่าลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium – Ion Batteries ถึง 3 เท่าต่อกิโลวัตต์ KW .. การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุที่ราคาถูกกว่า จะช่วยลดต้นทุน และทำให้เทคโนโลยีนี้ ใช้งานได้จริงสำหรับการเข้าสู่ตลาดยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle: EV Market ที่กำลังขยายตัวด้วยความเร่งไปทั่วโลกมาตั้งแต่ปีที่ผ่านมา และสำหรับอนาคตอันใกล้นี้ ..

Sunwoda to Become Thailand’s 1st EV Battery Cell Manufacturer | Credit: Sunwoda / The Nation

ตัวอย่างการลงทุนของ Toyota ใน Solid – State Batteries ที่คำนึงถึงข้อพิจารณาต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมด ถือเป็นสุดยอดการลงทุนด้านพลังงานด้วยงบประมาณจำนวนมากสำหรับการวิจัย และพัฒนาในเรื่องนี้ เพราะพวกมันสำคัญมากต่อความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับอนาคตการจัดวางระบบการจัดเก็บพลังงาน Future Energy Storage Systems และความมั่นคงทางพลังงาน Energy Security ของญี่ปุ่น ดังนั้น จึงเชื่อได้ว่า Toyota จะยังคงได้รับแรงหนุนจากภาครัฐอย่างต่อเนื่องต่อไป ..

ล่าสุด Toyota ประกาศจะเปิดตัวรถยนต์ไฟฟ้าต้นแบบที่ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตท Electric Vehicle: EVs Prototype Using Solid – State Batteries ซึ่งจะเริ่มออกสู่ตลาด ภายในปีนี้ .. เนื่องจากพวกเขาเป็นเจ้าของสิทธิบัตรมากกว่า 1,000 รายการเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตท และญี่ปุ่น Japan ได้สร้างกองทุนสีเขียว Green Fund มูลค่า 19 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งรวมถึงการลงทุนในเทคโนโลยีเซลล์ไฟฟ้าโซลิดสเตท Solid – State Cell Technology, เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells และการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก กับระบบจัดเก็บพลังงานรูปแบบต่าง ๆ Development of Alternative Energy sources & Various Forms of Energy Storage Systems .. ดังนั้น จึงไม่น่าแปลกใจที่เห็นว่า พวกเขากลายเป็นประเทศผู้นำในเทคโนโลยีแบตเตอรี่เซลล์ไฟฟ้าต่อเนื่องมาโดยตลอด ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่ลิเธี่ยมโซลิดสเตท Solid – State Lithium Batteries มาพร้อมอีกด้วย ..

คาดหมายได้ว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries คือ โอกาสทางธุรกิจที่สดใส .. นักลงทุน ยังคงจับตามอง และเชื่อมั่นว่า พวกมันจะกลายเป็นกุญแจสำคัญสำหรับเทคโนโลยีการขนส่งในอนาคต .. เทคโนโลยีเหล่านี้ มีศักยภาพที่จะเขย่าวงการยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs และสร้างความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในฐานะแหล่งพลังงาน และระบบจัดเก็บพลังงานไปได้อีกขั้นหนึ่ง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงชีวิตความเป็นอยู่ของผู้คนทั่วโลกไปสู่อนาคตพลังสะอาดที่รักษ์โลกได้ ..

อย่างไรก็ตาม Tesla จะดำเนินการเช่นเดียวกับ Toyota หรือไม่ ยังเป็นที่สงสัย .. แบตเตอรี่เซลล์ไฟฟ้ารุ่นล่าสุด Tesla’s New 4680 Battery Cells บนรถยนต์ไฟฟ้าของ Tesla ออกสู่ตลาดยานยนต์ไฟฟ้าด้วยความมั่นใจว่า พวกมันน่าจะทำตลาดได้ดี ด้วยความหนาแน่นของพลังงาน อยู่ที่ 300 Wh/Kg ซึ่งมิได้น้อยกว่ามากนักเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Battery Energy Density ที่ระดับมากกว่า 450 Wh/Kg ในห้องปฏิบัติการของ Toyota .. เมื่อสิ่งนี้ปรากฏขึ้น ซึ่งดูเสมือน Tesla ยังคงตามหลัง Toyota อยู่ก้าวหนึ่ง จึงน่าแปลกใจที่ Tesla ยังไม่ได้วางแผนพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างจริงจังมากนัก แน่นอนว่า ในความเป็นจริงนั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries น่าจะเข้ากันได้ดีกับ “แผนหลัก” ในทางปฏิบัติของพวกเขาด้วยซ้ำไป ..

ทั้งนี้ สิทธิบัตรจำนวนมากเกี่ยวกับการชาร์จแบตเตอรี่ และโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จประจุไฟฟ้าของ Tesla แสดงให้เห็นว่า พวกเขาตระหนักดีถึงศักยภาพของแบตเตอรี่โซลิดสเตท Potential of Solid – State Batteries และอาจรอให้เทคโนโลยีนี้เติบโตขึ้นอีกเล็กน้อยก่อนที่จะวางแผนพัฒนาพวกมันอย่างจริงจังสำหรับตลาดในอนาคตมากกว่า 5 ปีข้างหน้าต่อไป ..

Tesla’s Solid Power’s 22 – Layer, 20Ah all Solid – State Lithium Metal Cell Compared to the Company’s First – Generation 10 – Layer, 2Ah Cell | Credit: Tesla

โดยสรุปแล้ว แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Batteries อาจเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเดินทางระยะไกลได้ Long – Range Electric Vehicles: EVs ที่มีราคาไม่แพง และขับขี่ได้อย่างสะดวกสบายสำหรับผู้บริโภคทุกคน Driving Comfort for All Consumers .. อย่างไรก็ตาม วิธีดำเนินการก่อนที่จะนำเข้าสู่ตลาดในวงกว้างได้นั้น ต้นทุนของมันจะต้องลดลงอีก เทคโนโลยีต้องได้รับการทดสอบในสภาพโลกแห่งความเป็นจริง และต้องปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานไปทีละขั้นตอน เช่นเดียวกับในช่วงแรกการเข้าสู่ตลาดของยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs ..

ทั้งนี้ ด้วยเงิน และงบประมาณจำนวนมากที่ลงทุนไปกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid – State Battery Technologies รูปแบบใหม่นี้ ทำให้มีแนวโน้มว่า สิ่งที่คาดหวังจะกลายเป็นความจริงได้ภายในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเท่านั้น .. ดังนั้น พวกมันจึงเป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่ความสำเร็จของการวิจัยเพิ่มเติมจะมาถึง พร้อมกับราคาแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid – State Battery Cost ที่จะลดลงอีกตามการผลิตที่เพิ่มขึ้น .. หลังจากนั้น คาดหมายได้ว่า เทคโนโลยีใหม่นี้จะเข้าสู่ตลาด และใช้งานอยู่บนรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles: EVs รวมทั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาอื่น ๆ Other Portable Electronics ของผู้คนมากมายในอีกไม่นานเกินรอได้ในที่สุดสำหรับอนาคตที่สดใสกว่าจากนี้ไป ..

…………..

คอลัมน์….“Energy Key”

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนโดย…..บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)