ปัจจุบันยังไม่มีวิธีแก้ไขปัญหาแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ใช้งานได้จริง เนื่องจากอยู่ระหว่างการวิจัยและพัฒนา ซึ่งยังต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิค เศรษฐกิจ และการค้าต่างๆ ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข เมื่อพิจารณาจากข้อจำกัดทางเทคนิคในปัจจุบัน การผลิตจำนวนมากยังคงเป็นเป้าหมายที่ห่างไกล และแบตเตอรี่โซลิดสเตตยังไม่มีจำหน่ายในท้องตลาด
อะไรเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต?
แบตเตอรี่โซลิดสเตทใช้สารอิเล็กโทรไลต์แบบของแข็งแทนสารอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวที่พบในแบบดั้งเดิมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ลิเธียมแบบของเหลวทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญ 4 ส่วน ได้แก่ อิเล็กโทรดบวก อิเล็กโทรดลบ อิเล็กโทรไลต์ และตัวคั่น ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตใช้อิเล็กโทรไลต์แบบของแข็งแทนแบบของเหลวทั่วไป
เมื่อพิจารณาจากศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตนี้ เหตุใดจึงยังไม่ได้เปิดตัวสู่ตลาดเสียที เนื่องจากการเปลี่ยนผ่านจากห้องทดลองไปสู่การจำหน่ายเชิงพาณิชย์ต้องเผชิญกับความท้าทายสองประการ:ความเป็นไปได้ทางเทคนิคและความสามารถในการดำรงอยู่ทางเศรษฐกิจ.
- 1. ความเป็นไปได้ทางเทคนิค: แกนหลักของแบตเตอรี่โซลิดสเตตคือการแทนที่อิเล็กโทรไลต์ของเหลวด้วยอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง อย่างไรก็ตาม การรักษาเสถียรภาพที่อินเทอร์เฟซระหว่างอิเล็กโทรไลต์ของแข็งและวัสดุอิเล็กโทรดเป็นความท้าทายที่สำคัญ การสัมผัสที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่ความต้านทานที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง นอกจากนี้ อิเล็กโทรไลต์ของแข็งยังมีสภาพการนำไฟฟ้าไอออนิกต่ำกว่าและทำงานช้ากว่าลิเธียมไอออนความคล่องตัวส่งผลให้ความเร็วในการชาร์จและการปล่อยประจุช้าลง
- นอกจากนี้ กระบวนการผลิตยังมีความซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น จะต้องผลิตอิเล็กโทรไลต์ซัลไฟด์ที่เป็นของแข็งภายใต้การป้องกันก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันปฏิกิริยาความชื้นในอากาศที่ก่อให้เกิดก๊าซพิษ กระบวนการที่มีต้นทุนสูงและท้าทายทางเทคนิคนี้กำลังขัดขวางความเป็นไปได้ในการผลิตจำนวนมากในปัจจุบัน นอกจากนี้ เงื่อนไขการทดสอบในห้องปฏิบัติการมักจะแตกต่างอย่างมากจากสภาพแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง ทำให้เทคโนโลยีหลายอย่างไม่สามารถบรรลุผลลัพธ์ที่คาดหวังได้
- 2. ความสามารถในการดำรงอยู่ทางเศรษฐกิจ:ต้นทุนของแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหลวแบบเดิมหลายเท่า และเส้นทางสู่การนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์นั้นเต็มไปด้วยความยากลำบาก แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้วแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมีความปลอดภัยสูงกว่า แต่ในทางปฏิบัติแล้ว แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดอาจสลายตัวที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลงหรืออาจถึงขั้นใช้งานไม่ได้
- นอกจากนี้ เดนไดรต์อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการชาร์จและการปล่อยประจุ ซึ่งอาจเจาะทะลุตัวแยก ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร และอาจเกิดการระเบิดได้ ทำให้ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือกลายเป็นปัญหาสำคัญ นอกจากนี้ เมื่อกระบวนการผลิตขนาดเล็กถูกขยายขนาดสำหรับการผลิตในภาคอุตสาหกรรม ต้นทุนจะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมาถึงเมื่อใด?
คาดว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะถูกนำไปใช้งานหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคระดับไฮเอนด์ รถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก (EV) และอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่เข้มงวด เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่วางจำหน่ายในตลาดปัจจุบันยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการทำตลาดเชิงแนวคิด
บริษัทรถยนต์ชั้นนำและผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมเช่น SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD และ EVE กำลังพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตอย่างแข็งขัน อย่างไรก็ตาม จากกำหนดการผลิตล่าสุดของพวกเขา มีแนวโน้มว่าการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตจำนวนมากเต็มรูปแบบจะไม่เกิดขึ้นก่อนปี 2026-2027 เป็นอย่างเร็วที่สุด แม้แต่ Toyota เองก็ยังต้องแก้ไขกำหนดเวลาหลายครั้ง และตอนนี้มีแผนจะเริ่มการผลิตจำนวนมากในปี 2030
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าระยะเวลาวางจำหน่ายของแบตเตอรี่โซลิดสเตตอาจแตกต่างกันไปเนื่องจากปัจจัยหลายประการ เช่น ความท้าทายทางเทคโนโลยีและการอนุมัติตามกฎระเบียบ
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับผู้บริโภค
ขณะที่ติดตามความคืบหน้าอย่างใกล้ชิดในแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตทผู้บริโภคจำเป็นต้องระมัดระวังและอย่าหลงเชื่อข้อมูลที่ดูคลุมเครือ แม้ว่านวัตกรรมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่แท้จริงจะคุ้มค่าแก่การรอคอย แต่ก็ต้องใช้เวลาในการพิสูจน์ หวังว่าเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าและตลาดเติบโตเต็มที่ โซลูชันพลังงานใหม่ที่ปลอดภัยและราคาไม่แพงจะเกิดขึ้นในอนาคต
⭐ คลิกด้านล่างเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต:
เวลาโพสต์: 30 ต.ค. 2567