Solid-State Batteries : Key to Electrifying the Transportation Sector
“….แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Batteries ล่าสุด ส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงบนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs อย่างรุนแรง แต่พวกมันอาจไม่ใช่คำตอบเดียว ..”
ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับได้ว่า ความก้าวหน้าของรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs รุดหน้าไปอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries .. ในอุตสาหกรรมยานยนต์ Automotive Industry พบเห็นความมุ่งมั่นในการลงทุนเป็นอย่างมากสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Battery Technologies ทั้งจากภาครัฐ และเอกชน เพื่อปรับปรุงระยะการขับขี่ และความปลอดภัย Improve Driving Range & Safety ในขณะเดียวกันก็ลดต้นทุนการผลิต Cutting Production Costs ไปพร้อมด้วย ..
ความท้าทายสำคัญที่สุดประการเดียวที่มนุษยชาติเผชิญอยู่ในปัจจุบัน คือ ‘การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Climate Change’ .. การดำรงอยู่ของมนุษยชาติ อาจเปลี่ยนแปลงไปตลอดกาลจากวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis หากไม่เร่งการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition สู่การบริโภคพลังงานพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy เป็นหลักแทนที่แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuel Energy Sources ในเร็วๆ นี้ .. การปรับเปลี่ยนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลไปเป็นพลังงานหมุนเวียน Transformation from Fossil Fuels to Renewables นี้ ต้องมีรูปแบบที่แตกต่างกันมากมายในภาคส่วนต่างๆ ของระบบเศรษฐกิจ Different Sectors of the Economy ..
ในภาคการขนส่ง Transportation Sector นั้น ผู้กำหนดนโยบาย และนักเคลื่อนไหวต่างมุ่งเน้นไปที่ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs หรือการใช้พลังงานไฟฟ้าบนยานยนต์ Electrifying Vehicles .. แม้ว่าจะมีความคืบหน้าไปมาก แต่มีปัญหาพื้นฐาน 2 ประการที่ขัดขวางการเปลี่ยนแปลงนี้ ประการแรก ต้นทุนของยานพาหนะไฟฟ้า Cost of Electric Vehicles : EVs ยังคงสูงเกินไปสำหรับการยอมรับทั่วไป ในขณะที่ภาครัฐในหลายประเทศ พยายามจูงใจผู้บริโภคให้ซื้อรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ผ่านเครดิตทางภาษี .. การเปลี่ยนจากรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน Gas-Powered Cars มาเป็นยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ยังคงเป็นความท้าทายทางการเงินที่สำคัญสำหรับหลายๆ คนในสังคมที่ไม่อาจปฏิเสธได้ ..
ประการที่สอง ได้แก่ ขีดความสามารถด้านสมรรถนะของรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญเช่นกัน แม้ว่านวัตกรรมต่างๆ จะเกิดขึ้นมากมาย แต่ความปลอดภัย กำลังขับ ระยะการเดินทาง และเวลาในการชาร์จ คือข้อกังวลหลักที่ผู้ขับขี่หลายคนมีเกี่ยวกับการเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ..
ความท้าทายทั้งหมดนี้ จะถูกเอาชนะได้อย่างไรนั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State batteries สามารถเป็นคำตอบสำหรับอนาคตรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ได้ .. ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Breakthrough in Solid-State Batteries ซึ่งใกล้จะเกิดขึ้นแล้วนั้น คาดหมายว่าจะสามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า Revolutionize the EVs Industry ไปตลอดกาล ส่งผลให้ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs สามารถขับเคลื่อนไปได้ไกลขึ้น และมีกำลังขับสูงขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว Single Charge, ชาร์จเร็วขึ้น รวมทั้งด้วยต้นทุนต่ำลง Charge Faster & Cost Less ..
แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง Solid Electrolyte เทียบกับลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte ..
หัวใจของรถยนต์ไฟฟ้า Heart of the Electric Vehicles : EVs คือ แบตเตอรี่ Batteries .. ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน ใช้ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries และส่วนประกอบหลัก ได้แก่ แคโทด Cathode, แอโนด Anode, ตัวแยก Separator และอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte .. ปัจจุบัน ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง Solid Electrolyte .. นี่คือ ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างประเภทแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยให้แบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า EV Batteries ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ..
ลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries ที่มีอิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte มีความเสี่ยงที่จะเสียหายจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ Risk of Being Damaged by Temperature Changes หรือการรั่วไหล The Leak ในขณะที่แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ส่วนใหญ่จะไม่มีความเสี่ยงเหล่านี้เลย .. พวกมัน มีความปลอดภัยมากกว่าเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง Solid Electrolyte สามารถทนต่อความเสียหายได้ดีกว่าอิเล็กโทรไลต์เหลว Liquid Electrolyte .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ยังมีประสิทธิภาพมากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป Conventional Batteries อีกด้วย ..
ข้อกังวลหลักเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs คือ ความสามารถในการเดินทางระยะไกล Range Capabilities .. เพื่อที่จะเพิ่มระยะทางของยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs จำเป็นต้องมีแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นในรถยนต์แต่ละคัน แต่มีข้อจำกัดด้านน้ำหนัก ความจุ และต้นทุน .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries มีความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density มากกว่าแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า EV Batteries ทั่วไป ทำให้สามารถเดินทางไปได้ไกลขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว .. นอกจากนี้ แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ยังมีศักยภาพในการชาร์จได้รวดเร็วกว่าลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ทั่วไป Conventional Lithium-Ion Batteries อีกด้วย .. ปัจจุบันการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า Charge an Electric Vehicles : EVs จะใช้เวลาประมาณ 25-30 นาที แต่แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries อาจใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการชาร์จจนเต็ม A Few Minutes to Fully Charge ซึ่งนี่คือ ประเด็นสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน ..
อย่างไรก็ตาม หากแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries เหนือชั้นกว่าลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่รูปแบบมาตรฐานดั้งเดิมทั่วไป Traditional Lithium-Ion Batteries ในด้านระยะทาง Range, เวลาในการชาร์จ Charge Time และความปลอดภัย Safety แล้ว เหตุใดจึงไม่นำมาใช้งานก่อนหน้านี้ .. ด้วยข้อเท็จจริงนั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries พบเห็นได้มากมายในโทรศัพท์มือถือ และคอมพิวเตอร์ แต่ปัญหาบางประการยังคงมีอยู่เมื่อพยายามใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตตบนยานพาหนะไฟฟ้า Solid-State Batteries in Electric Vehicles : EVs .. ปัญหาเร่งด่วนที่สุด คือ แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries นั้น ผลิตขึ้นได้ยากในขนาดที่ใหญ่ขึ้น ปัญหาอีกประการหนึ่งในขณะนี้ คือ ต้นทุนแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries จะต้องใช้เวลาพอสมควรจึงจะสามารถแข่งขันด้านต้นทุนในตลาดได้ .. ดังนั้น การวิจัย และพัฒนา จึงมุ่งเน้นไปที่ความท้าทายทางเทคนิคตลอดจนการลดต้นทุนเป็นสำคัญ ..
นอกจากนี้ยังมีปัญหาทางเทคนิค และความท้าทายทางเทคนิคที่น่ากังวลที่สุดประการหนึ่ง คือ ความต้านทานพื้นผิวของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Surface Resistance of Solid-State Batteries .. ความต้านทานพื้นผิวสูงของแบตเตอรี่โซลิดสเตต High Surface Resistance of Solid-State Batteries เกิดจากสิ่งที่เรียกว่า ชั้นไฟฟ้าสองชั้น Electric Double Layer .. นี่คืองานวิจัยที่กระตือรือร้น และจำเป็นต้องมีการพัฒนาเพื่อนำแบตเตอรี่เหล่านี้ออกสู่ตลาด ..
สุดท้ายนี้ การแข่งขันของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Competition to Solid-State Batteries เพื่อออกสู่ตลาด อาจเป็นความท้าทายที่ยากลำบาก มีทางเลือกอื่นๆ อีกหลายตัวนอกเหนือจากแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนรูปแบบดั้งเดิม Traditional Lithium-Ion Batteries และแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries เช่น โซเดียมไอออนแบตเตอรี่ Sodium-Ion Batteries หรือแบตเตอรี่ลิเธี่ยมซัลเฟอร์ Lithium-Sulfur Batteries .. หากปัญหาทางเทคโนโลยีได้รับการแก้ไข ทางเลือกทั้ง 2 ตัวนี้ อาจสามารถพิสูจน์ได้ว่า คุ้มค่ากว่า More Cost-Effective แบตเตอรี่โซลิดสเตต Sodium-Ion Batteries ด้วยซ้ำไป ..
ทั้งนี้ แต่หากต้นทุนของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ในตลาดเชิงพาณิชย์ลดลงได้อีก ซึ่งพวกมันกำลังเป็นเช่นนั้น แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ก็จะเป็นอีกตัวเลือกหนึ่งที่กำลังกลายเป็นกุญแจสำคัญสำหรับอนาคตการใช้พลังงานในภาคการขนส่งได้สำเร็จในที่สุดจากนี้ไป ..
แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Batteries ล่าสุด ส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงบนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs อย่างรุนแรง แต่พวกมันอาจไม่ใช่คำตอบเดียว ..
รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ควรจะเป็นอนาคตได้ แต่ก็ยังมีปัญหาที่ทำให้ผู้ซื้อรถยนต์จำนวนมากไม่จัดหาพวกมันมาใช้งาน .. ช่วงระยะทางที่สั้นเกินไป Range is Too Short, ชุดแบตเตอรี่ Battery Packs มีน้ำหนักมากเกินไป และมีราคาแพง Too Heavy & Expensive .. พวกมันใช้เวลาชาร์จนานเกินไป Take Too Long to Charge .. แต่บริษัทฯ ผู้ผลิตหลายแห่งกล่าวว่า พวกเขามีเทคโนโลยีที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ได้หลายอย่าง หรือแม้แต่ทั้งหมดด้วยซ้ำไปจากนี้ไป ..
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โตโยต้า Toyota ยืนยันว่า ปัจจุบัน พวกเขาอาจได้มาถึงจุดสุดยอดของความก้าวหน้าดังกล่าวแล้ว ขณะที่ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้ารายอื่น ๆ กำลังทำงานร่วมกับบริษัทแบตเตอรี่หลายแห่งเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่นี้ ..
การพัฒนาที่จะเกิดขึ้นนี้ เรียกว่า “แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries” และปัญหาเดียวก็คือ เช่นเดียวกับเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงโลกอื่นๆ ที่ถูกโอ้อวด ไม่กี่ปีแล้ว พวกมันก็อยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่ปีเท่านั้น .. ทั้งนี้ คาดว่า Toyota’s bZ4X Electric Car ที่ใช้ชุดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Batteries with Solid-State Technology จะเริ่มวางตลาดในปี 2567 นี้แล้ว ซึ่งพวกมันทำระยะทางได้เป็น 2 เท่า อยู่ที่ 1,200 Km ด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว 5-10 นาทีเท่านั้น ..
บริษัทฯ ผู้ผลิตรถยนต์ต่างๆ เช่น Stellatis, Hyundai และ Volkswagen ยังได้ร่วมมือกับบริษัทฯที่ทำงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries อีกด้วย .. เทคโนโลยีนี้ ถือเป็นคำมั่นสัญญาในเรื่องแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กลง และเบากว่า แต่ก็ให้พลังงานมากกว่า พวกมันปลอดภัยกว่าโดยมีโอกาสเกิดเพลิงไหม้น้อยลงเมื่อเกิดอุบัติเหตุเช่นกัน ..
แต่เทคโนโลยีโซลิดสเตต Solid State Technology ก็มีความท้าทายในตัวเอง และไม่ใช่วิธีเดียวที่ผู้ผลิตรถยนต์จะสามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่เบากว่า Lighter, ถูกลง Cheaper และชาร์จได้เร็วกว่า Faster Charging มาพร้อมด้วย ..
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries และลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries ที่ใช้บนรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ในปัจจุบัน คือ ส่วนประกอบที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte .. ในลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries นั้น อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte จะเป็นของเหลวที่เหนียวเหนอะหนะ ขณะที่อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ในแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries จะเป็นของแข็ง .. อิเล็กโทรไลต์โซลิด Solid Electrolyte นั้นคือ เหตุผลหนึ่งที่ทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ปลอดภัยกว่าลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ Lithium-Ion Batteries หากแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์เหลวแตก หรือเจาะ ทั้งสองด้านของอิเล็กโทรไลต์ Two Sides of the Electrolyte อาจไหลซึมเข้าหากัน ซึ่งอาจจะนำไปสู่การไหลของพลังงานที่ไม่สามารถควบคุมได้ Uncontrolled Energy Flow และตามมาด้วยเพลิงไหม้ Fire ..
โดยทั่วไปแล้ว ของแข็ง Solids ยังมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว liquids ซึ่งหมายความว่า อิเล็กโทรไลต์ Electrolyte ใช้พื้นที่น้อยกว่า และเซลล์แบตเตอรี่ Battery Cells อาจมีขนาดเล็กลง .. แต่บางบริษัทฯ ก็กำลังดำเนินกลยุทธ์อื่น ๆ เช่นกัน ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่มีขนาดเล็กลง Smaller, เบาขึ้น Lighter และยังชาร์จได้เร็วขึ้น Faster Charging อีกด้วย ..
ความท้าทายหลักสำหรับบริษัทฯ ผู้ผลิตแบตอตรี่เหล่านี้ทั้งหมด และผู้ผลิตรถยนต์ที่ลงทุนในบริษัทฯเหล่านี้คือ วิธีการผลิตแบตเตอรี่ไฮเทคในเชิงเศรษฐกิจ โดยใช้จำนวนที่จำเป็นในการสร้างรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ราคาไม่แพง ในขณะเดียวกัน มีเทคโนโลยีแบตเตอรี่ Battery Technologies ที่แข่งขันกันซึ่งเทคนิคการผลิตล่าสุดได้รับการยอมรับอย่างดี ..
ขณะนี้ พื้นที่เปิดกว้างสำหรับบริษัทสตาร์ทอัพ Start-Up Companies หลายแห่ง ซึ่งแต่ละแห่งต้องทำงานร่วมกันโดยใช้ส่วนผสมทางเคมีที่แตกต่างกัน .. นาย William Kephart นักวิจัยแบตเตอรี่ของบริษัทที่ปรึกษา P3 Group กล่าวไว้ว่า แม้แต่โครงสร้างทางกายภาพที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับแบตเตอรี่ของพวกเขา แต่ก็ยังไม่มีเทคโนโลยีใดที่ถือว่าเหนือชั้นกว่าอย่างชัดเจนนัก ..
เวลาในการชาร์จที่รวดเร็ว Fast Charging Times ซึ่งเป็นความต้องการของผู้บริโภคหลัก Key Consumer Demand ถือเป็นความท้าทายประการหนึ่งสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries .. โดยทั่วไปแล้ว ลิเธี่ยมไอออนในแบตเตอรี่ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจะใช้เวลานานกว่าในการเคลื่อนที่ผ่านวัสดุแข็งมากกว่าของเหลว .. นาย William Kephart ชี้ว่า นั่นมีแนวโน้มที่จะทำให้ใช้เวลาในการรับพลังงานนานขึ้น ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จช้าลง และทำให้การปล่อยคายพลังงานช้าลงตามไปด้วย ซึ่งส่งผลต่อการเร่งความเร็วของยานพาหนะ ..
บริษัทแบตเตอรี่โซลิดสเตต Quantumscape อ้างว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ของพวกเขา ซึ่งใช้ของเหลวบางชนิด แต่ไม่ใช่สำหรับอิเล็กโทรไลต์ ได้รับการทดสอบ และสามารถชาร์จได้รวดเร็วกว่าลิเธี่ยมไอออนแบตเตอรี่ทั่วไปอยู่หลายเท่า ..
อย่างก็ตาม แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries มีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าเนื่องจากใช้ปริมาณลิเธี่ยม Lithium : 3Li มากกว่า .. ทั้งนี้ ราคาของลิเธี่ยม Lithium : 3Li จะลดลงเมื่อมีการพบ และเข้าถึงแหล่งที่มามากขึ้น แต่เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่น ๆ แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ยังจะมีราคาสูงกว่าเทียบกับขนาดที่เท่ากัน ดังนั้นการออกแบบให้เล็กลงด้วยประสิทธิภาพ และความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น จะทำให้ต้นทุนของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ลดลง เพื่อทำตลาดเชิงพาณิชย์ได้ ..
บริษัทฯผู้ผลิตชุดแบตเตอรี่ชื่อ Factorial ซึ่งนับ Stellantis และ Mercedes เป็นผู้ลงทุน อ้างว่า เทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตของพวกเขาใช้ลิเธี่ยม Lithium : 3Li น้อยกว่าแบตเตอรี่รูปแบบเดิม ซึ่งสามารถช่วยลดต้นทุนได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปริมาณการผลิตเพิ่มมากขึ้น ..
นาย Siyu Huang ผู้บริหารระดับสูงของ Factorial ยืนยันว่า “เราคิดว่า ต้นทุนจริงสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries บนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs จะสามารถแข่งขันในตลาดได้อย่างแน่นอนจากนี้ไป เพราะลิเธี่ยมจากมุมมองของวัตถุดิบ ไม่ใช่วัสดุที่หายาก” ..
บริษัท Quantumscape ยังชี้ให้เห็นด้วยว่า การออกแบบแบตเตอรี่ช่วยลดกราไฟท์ ลดต้นทุน และบริษัทฯ อ้างว่าจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากกระบวนการผลิต Reduces Carbon Emissions from Manufacturing ได้อย่างมากอีกด้วย ..
ปัจจุบัน ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Battery Market มีบริษัทสตาร์ทอัพแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid-State Battery Startups จำนวนมาก .. ผู้ผลิตรถยนต์ที่ดำเนินการวิจัย และพัฒนาของตนเอง และความร่วมมือระหว่างผู้ผลิตรถยนต์รุ่นเก่า และสตาร์ทอัพ ต่างมุ่งไปสู่การประยุกต์ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries บนยานยนต์ไฟฟ้าในภาคการขนส่งสำหรับอนาคตอันใกล้จากนี้ไป .. ตัวอย่างของสตาร์ทอัพที่บุกเบิกแบตเตอรี่โซลิดสเตต ได้แก่ QuantumScape และ Solid Power .. บริษัท QuantumScape มีแผนจะผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries มากกว่า 200,000 หน่วยทุกปี โดยคาดว่าจะนำออกสู่ตลาดได้ภายในปี 2567 หรือ 2568 เป็นอย่างช้า .. บริษัทฯ ถือเป็นหนึ่งในผู้นำในด้านแบตเตอรี่โซลิดสเตต .. นอกจากนี้ บริษัท Solid Power คือ สตาร์ทอัพอีกรายหนึ่งที่มีความร่วมมือกับ Ford และ BMW และคาดว่าจะเพิ่มการผลิตอย่างมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยจะสร้างแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ให้ได้อย่างน้อย 800,000 หน่วยต่อปี ..
นอกเหนือจากบริษัทสตาร์ทอัพแล้ว ผู้ผลิตรถยนต์ยักษ์ใหญ่รุ่นเก่า Big Legacy Automakers ยังเข้าสู่การแข่งขันในตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Battery Race มาพร้อมด้วย ตัวอย่างเช่น Volkswagen มีความร่วมมือกับ QuantumScape ซึ่งได้ลงทุน 300 ล้านเหรียญสหรัฐฯ หรือสัดส่วนการถือหุ้น 20% ในบริษัทฯ .. เป้าหมายของความร่วมมือครั้งนี้ คือ การมีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ให้พร้อมใช้งานภายในปี 2567 .. อีกตัวอย่างหนึ่ง คือ Toyota ซึ่งร่วมมือกับกลุ่มบริษัทฯ ในเครือของญี่ปุ่นอย่าง Panasonic ในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries .. โตโยต้า Toyota มีทีมงาน R&D มากกว่า 200 คน และสิทธิบัตรมากกว่า 1,000 รายการที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries .. สุดท้ายนี้ General Motors ยังได้ลงทุนอย่างมากในด้านเทคโนโลยี โดยร่วมมือกับ POSCO เพื่อช่วยพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries .. บริษัทฯเหล่านี้ เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของผู้เข้าร่วมในพื้นที่นี้ นอกจากนี้ ยังมีผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นๆ อีกจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการแข่งขันแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Battery Race ..
อย่างไรก็ตาม อนาคตของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Future of Solid-State Batteries ยังคงเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาได้ .. ทั้งนี้ เมื่อพิจารณาถึงปริมาณการลงทุนที่แท้จริงที่ไหลเข้าสู่การวิจัย และพัฒนาแล้ว มีความเป็นไปได้สูงที่การพัฒนาสู่ผลิตภัณฑ์บนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs สมรรถนะเหนือชั้นกว่าที่ใกล้จะเกิดขึ้นซึ่งจะทำให้สามารถผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries ที่ปลอดภัย Safe, คุ้มต้นทุน Cost-Competitive และมีประสิทธิภาพ Efficient มากกว่าก่อนหน้านี้ได้ .. ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่โซลิดสเตต Breakthrough in Solid-State Batteries คาดหมายว่าจะปฏิวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า Revolutionize the Electric Vehicles : EVs Industry และนำเราเข้าใกล้อนาคตที่ยั่งยืนอย่างเต็มที่ Fully Sustainable Future จากนี้ไปให้สำเร็จได้ในที่สุด ..
คาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid-State Battery Market ..
ขนาดธุรกิจในตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid-State Battery Market มีมูลค่า 126.7 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 และคาดว่าจะสูงถึง 1,645.60 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2573 .. ทั้งนี้ อัตราเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid-State Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุนอยู่ที่ค่า CAGR 37.8% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2566-2573 ..
เมื่อพิจารณาตามแอปพลิเคชันการใช้งานแล้ว พบว่า กลุ่มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา Consumer & Portable Electronics Segment มีส่วนแบ่งรายได้สูงสุด อยู่ที่ 33.8% ในปี 2565 .. ในประเด็นความจุ Capacity นั้น ส่วนที่มีความจุต่ำกว่า 20 mAh กำลังเติบโต อยู่ที่ค่า CAGR 43 % ตลอดระยะเวลาคาดการณ์ และส่วนที่ใช้งานในรูปแบบแบตเตอรี่แบบฟิล์มบาง Thin-Film Battery Segment มีแนวโน้มว่า อัตราการเติบโตต่อปี จะสูงแตะระดับที่ค่า CAGR 36.6% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2566-2573 รวมทั้ง ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก Asia Pacific มีส่วนแบ่งรายได้มากที่สุดที่ 52% ในปี 2565 ..
นอกจากนี้ ความต้องการยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ที่เพิ่มขึ้น ตลอดจนการลงทุน และการเป็นหุ้นส่วนที่สูงขึ้นระหว่างบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ Automobile Companies และบริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ Battery Manufacturers กำลังเสนอโอกาสมากมายสำหรับตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Battery Market ที่มีแนวโน้มกำลังจะเติบโตขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ .. แม้ว่าจะมีตัวขับเคลื่อนสำคัญมากมาย แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการที่อาจขัดขวางการขยายตัวของตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Battery Market ได้ .. แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries บนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ที่อาจมีต้นทุนสูง และกระบวนการผลิตที่ยากลำบาก อาจจำกัดการเติบโตของตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลก Global Solid State Battery Market ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ..
ความหนาแน่นพลังงานของเซลล์ Higher Cell Energy Density ที่สูงขึ้น, เวลาในการชาร์จที่ลดลง Lower Charge Time และความสามารถในการชาร์จได้มากขึ้น Ability to Do More Charging Cycles ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น และความปลอดภัยที่มากขึ้น ล้วนเป็นข้อดีของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Battery Technology แม้จะมีข้อได้เปรียบทั้งหมด แต่ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid State Battery Market ก็กำลังเผชิญกับความท้าทาย เนื่องจากยังมีแบตเตอรี่รูปแบบอื่นรุ่นล่าสุดที่มีสมรรถนะสูงขึ้น วางจำหน่ายในตลาดระบบจัดเก็บพลังงาน Battery Energy Storage Market ด้วยราคาที่ลดลงเรื่อยๆ ด้วยเช่นกัน ..
ทั้งนี้ ในประเด็นเฉพาะแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า EV Solid-State Batteries นั้น พบว่า ตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าทั่วโลก Global EV Solid-State Battery Market มีมูลค่า 183 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 และคาดว่าจะมีมูลค่าถึง 1,214 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในช่วง 5 ปี ไปจนถึงปี 2571 .. คาดหมายว่า อัตราเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับตลาดแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าทั่วโลก Global EV Solid-State Battery Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR มากกว่า 45.9% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2566-2571 ซึ่งถือว่าสูงมากอย่างยิ่ง ..
ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก Asia-Pacific Region คาดว่าจะเติบโตเร็วที่สุด ตามมาด้วยยุโรป Europe และอเมริกาเหนือ North America .. อุตสาหกรรมยานยนต์ในประเทศต่าง ๆ เช่น จีน China, อินเดีย India, ญี่ปุ่น Japan และเกาหลีใต้ South Korea มีแนวโน้มมุ่งมั่นไปทางนวัตกรรมใหม่ ๆ เทคโนโลยี และการพัฒนายานพาหนะรวมทั้งแบตเตอรี่ไฟฟ้าขั้นสูง Advanced Electric Vehicles : EVs & Batteries .. ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน Demand for Reducing Carbon Emissions และการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูง Developing More Advanced Battery Technologies คาดว่าจะช่วยขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ตัวอย่างเช่น ในเดือนมิถุนายน 2566 เพื่อปรับปรุงระยะทาง และประสิทธิภาพ รวมทั้งลดต้นทุนของรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs นั้น โตโยต้า Toyota กำลังวางแผนที่จะเปิดตัวแบตเตอรี่โซลิดสเตตประสิทธิภาพสูง High-Performance, Solid-State Batteries และเทคโนโลยีอื่นๆ อีกหลายตัวภายในสิ้นปี 2566 นี้ เป็นต้น ..
สรุปส่งท้าย ..
แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle Batteries : EVBs คือ แบตเตอรี่แบบชาร์จประจุไฟฟ้าใหม่ได้ Rechargeable Batteries ที่ถูกนำมาใช้งานเพื่อให้พลังงานแก่มอเตอร์ไฟฟ้า Electric Motors ของรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ Battery Electric Vehicles : BEVs หรือรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด Hybrid Electric Vehicles : HEVs ..
แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle Batteries : EVBs แตกต่างจากแบตเตอรี่ที่ใช้สำหรับการสตาร์ทเครื่องยนต์ ให้แสงสว่าง และการจุดระเบิด ที่นิยมเรียกกันว่า Starting, Lighting & Ignition : SLI Batteries บนรถยนต์ทั่วไปก่อนหน้านี้ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว ชุดแบตเตอรี่บนรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle Batteries : EVBs เหล่านี้ ได้รับการออกแบบให้มีอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักสูง High Power-to-Weight Ratio, พลังงานจำเพาะ Specific Energy และความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density ที่เล็กลง รวมทั้งให้มีน้ำหนักเบาขึ้นตามที่ยานยนต์ต้องการเพื่อช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของตัวรถ Reduce the Weight of the Vehicle และปรับปรุงสมรรถนะ Improve Its Performance ..
เมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว Liquid Fuels กับเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน Internal Combustion Engines : ICEs แล้ว พบว่า เทคโนโลยีแบตเตอรี่ในปัจจุบันส่วนใหญ่ Most Current Battery Technologies มีพลังงานจำเพาะที่ต่ำกว่ามาก Much Lower Specific Energy และมักส่งผลกระทบต่อระยะทางปฏิบัติการสูงสุดที่ลดลงของยานพาหนะไฟฟ้าทั้งหมด Reduced Maximum Range of All-Electric Vehicles .. ดังนั้น การพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle Batteries : EVBs ให้ยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs สามารถขับเคลื่อนไปได้ไกลขึ้น และมีกำลังขับสูงขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว Single Charge, ชาร์จเร็วขึ้น รวมทั้งด้วยต้นทุนต่ำลง Charge Faster & Cost Less คือ ความต้องการสูงสุดของผู้บริโภค และโอกาสทางธุรกิจสำหรับอนาคตในภาคระบบขนส่ง Transportation Sector จากนี้ไป ..
ความต้องการชุดแบตเตอรี่ขั้นสูงที่เหนือชั้นกว่า More Advanced Batteries เช่น แบตเตอรี่ลิเธี่ยมโลหะแบบโซลิดสเตต Lithium-Metal Solid State Battery, แบตเตอรี่โซเดียมไอออน Sodium-Ion Batteries และ Solid-State Batteries รุ่นใหม่ ๆ โดยเฉพาะในตลาดยานยนต์ไฟฟ้า EVs Market เพียงอย่างเดียว คาดการณ์ไว้ว่า ใน 15 ปีข้างหน้า ปริมาณความต้องการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicle Batteries : EVBs ทั่วโลกจะขยายตัวเติบโตขึ้นถึง 100 เท่า ในขณะที่ราคาจะลดลงประมาณ 3 เท่า .. นี่ยังไม่รวมมูลค่าการตลาดจากระบบจัดเก็บพลังงานขนาดเล็กสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา Portable Electronics หรือขนาดกลาง และขนาดใหญ่อื่นๆ ด้วย เช่น ชุดแบตเตอรี่ในรูปแบบ Battery Energy Storage System : BEES ที่ติดตั้งตามบ้านเรือน ในครัวเรือน ที่อยู่อาศัย ชุมชน สถานที่ทำงาน โรงงานอุตสาหกรรม และโครงข่ายระบบสายส่ง ซึ่งรวมถึง Microgrids และ Smart Grids เป็นต้นด้วยซ้ำ ..
ปัจจุบัน บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ Automobile Companies และบริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่ Battery Manufacturers ทั่วโลก ต่างเชื่อมั่นว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตต Solid-State Batteries บนยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs คือ หนึ่งในข้อไขที่สมเหตุสมผลที่สุดสำหรับอนาคตการใช้พลังงานไฟฟ้าในภาคการขนส่ง Transportation Sector .. อย่างไรก็ตาม การพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid-State Batteries สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ดูเสมือนยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่พวกมัน ทำงานได้ยอดเยี่ยมมากในห้องปฏิบัติการ รวมทั้งเป็นแหล่งพลังงานให้แก่อุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมากมาย และได้รับการคาดหมายว่า มันกำลังจะถูกนำไปใช้งานจริงบนยานยนต์ไฟฟ้าเพื่อเข้าสู่ตลาด Electric Vehicles : EVs ที่กำลังขยายตัวด้วยความเร่งในอนาคตอันใกล้จากนี้ไป ไม่มีข้อสงสัย ..
ในห้องปฏิบัติการของ Toyota แสดงให้เห็นว่า ความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่โซลิดสเตท Energy Density of Solid-State Batteries อยู่ที่ระดับมากกว่า 450 Wh/Kg ซึ่งมากกว่าชุดแบตเตอรี่ใหม่ล่าสุดของ Tesla ที่ดีที่สุด อยู่ที่เพียง 300 Wh/Kg เท่านั้น .. และไม่ว่าจะเป็น Toyota หรือ Tesla รวมทั้งบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ Automobile Companies ทั้งหลาย พวกเขาตระหนักดีถึงศักยภาพของแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid-State Batteries และอาจรอให้เทคโนโลยีเติบโตขึ้นอีกเล็กน้อยก่อนที่จะวางแผนพัฒนามันอย่างจริงจังสำหรับตลาดในอนาคตอันใกล้ข้างหน้าต่อไป ..
ทั้งนี้ ภาพรวมเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid State Battery Technology อาจกำลังกลายเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ซึ่งเดินทางระยะไกลได้ด้วยราคาไม่แพง และขับขี่ได้อย่างสะดวกสบายสำหรับผู้บริโภคทุกคน .. อย่างไรก็ตาม วิธีดำเนินการก่อนที่จะนำเข้าสู่ตลาดในวงกว้างได้นั้น ต้นทุนของมันจะต้องลดลงอีก .. เทคโนโลยีเหล่านี้ ยังคงต้องได้รับการทดสอบในสภาพโลกแห่งความเป็นจริง และต้องปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานไปทีละขั้นตอน เช่นเดียวกับในช่วงแรกการเข้าสู่ตลาดของยานยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs นั่นเอง ..
ทั้งนี้ ด้วยเงิน และงบประมาณจำนวนมากที่ลงทุนไปกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่รูปแบบใหม่นี้ ทำให้มีแนวโน้มว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตท Solid-State Batteries จะกลายเป็นกุญแจสำคัญการใช้พลังงานไฟฟ้าภาคการขนส่งได้ภายในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเท่านั้น .. ดังนั้น มันจึงเป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่ความสำเร็จของการวิจัยเพิ่มเติมจะมาถึง พร้อมกับราคาแบตเตอรี่โซลิดสเตต Cost of Solid-State Batteries ที่จะลดลงอีกตามปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้น .. หลังจากนั้น คาดหมายได้ว่า เทคโนโลยีใหม่นี้จะเข้าสู่ตลาด และใช้งานอยู่บนรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs ของคุณอีกไม่นานเกินรอได้ในที่สุด ..
………………………………..
คอลัมน์ : Energy Key
By โลกสีฟ้า ..
สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)
ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-
Solid – State battery | Wikipedia :-
https://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_battery
Carmakers Race to Develop Solid – State Batteries for EVs | DW :-
https://www.dw.com/en/carmakers-race-to-develop-solid-state-batteries-for-evs/a-66356520
Clues to Accelerate Commercialization of All – Solid – State Batteries | Chem Europe :- https://www.chemeurope.com/en/news/1182244/clues-to-accelerate-commercialization-of-all-solid-state-batteries.html
Samsung Solid – State EV Battery Release Date Set to Match Toyota’s | Note Book Check :- https://www.notebookcheck.net/Samsung-solid-state-EV-battery-release-date-set-to-match-Toyota-s.780497.0.html
Solid State Batteries Promise to Radically Change EVs But They May Not Be The Only Answer | CNN :-
How Solid – State Batteries Could Transform Transport | FT :-
https://www.ft.com/content/f4353d2b-f941-475b-bc1d-a64475503ea6
Global Solid State Battery Market | Precedence Research :-
https://www.precedenceresearch.com/solid-state-battery-market
EV Solid – State Battery Market Analysis | Mordor Intelligence :-
https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/ev-solid-state-battery-market
New Battery Technologies That Could Change Everything :-
https://photos.app.goo.gl/fr4TAJbn8HB4tZny8
Solid State Lithium Batteries | Solid – State Lithium – Metal Batteries :-
