ปัจจุบันยังไม่มีทางออกที่ยั่งยืนสำหรับปัญหาการตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่โซลิดสเตต เนื่องจากขั้นตอนการวิจัยและการพัฒนายังคงดำเนินอยู่ ซึ่งนำมาซึ่งความท้าทายทางเทคนิค เศรษฐกิจ และเชิงพาณิชย์มากมายที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ด้วยข้อจำกัดทางเทคนิคในปัจจุบัน การผลิตจำนวนมากจึงยังคงเป็นเป้าหมายที่ห่างไกล และแบตเตอรี่โซลิดสเตตยังไม่วางจำหน่ายในท้องตลาด
อะไรเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต?
แบตเตอรี่โซลิดสเตตใช้สารอิเล็กโทรไลต์แบบของแข็งแทนสารอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวที่พบในแบบดั้งเดิมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ลิเธียมแบบของเหลวทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญสี่ส่วน ได้แก่ ขั้วบวก ขั้วลบ อิเล็กโทรไลต์ และตัวคั่น ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตจะใช้อิเล็กโทรไลต์แบบของแข็งแทนแบบของเหลวทั่วไป
เมื่อพิจารณาถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตนี้ เหตุใดจึงยังไม่ได้รับการนำออกสู่ตลาดเสียที? เพราะการเปลี่ยนผ่านจากห้องปฏิบัติการสู่การวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ต้องเผชิญกับความท้าทายสองประการ:ความเป็นไปได้ทางเทคนิคและความสามารถในการดำรงอยู่ทางเศรษฐกิจ.
- 1. ความเป็นไปได้ทางเทคนิค: หัวใจสำคัญของแบตเตอรี่โซลิดสเตตคือการแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยอิเล็กโทรไลต์แข็ง อย่างไรก็ตาม การรักษาเสถียรภาพที่รอยต่อระหว่างอิเล็กโทรไลต์แข็งและวัสดุอิเล็กโทรดถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ การสัมผัสที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่ความต้านทานที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง นอกจากนี้ อิเล็กโทรไลต์แข็งยังมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนต่ำและทำงานช้ากว่าลิเธียมไอออนความคล่องตัว ส่งผลให้ความเร็วในการชาร์จและการปล่อยประจุช้าลง
- ยิ่งไปกว่านั้น กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ซัลไฟด์โซลิดอิเล็กโทรไลต์ต้องผลิตภายใต้การป้องกันด้วยก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันปฏิกิริยาความชื้นในอากาศที่ก่อให้เกิดก๊าซพิษ กระบวนการที่มีต้นทุนสูงและท้าทายทางเทคนิคนี้กำลังเป็นอุปสรรคต่อความเป็นไปได้ในการผลิตจำนวนมาก นอกจากนี้ สภาวะการทดสอบในห้องปฏิบัติการมักแตกต่างจากสภาพแวดล้อมจริงอย่างมาก ทำให้เทคโนโลยีหลายอย่างไม่สามารถบรรลุผลตามที่คาดหวัง
- 2. ความสามารถในการดำรงอยู่ทางเศรษฐกิจ:แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดมีราคาสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหลวแบบเดิมหลายเท่า และเส้นทางสู่การวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ก็เต็มไปด้วยความยากลำบาก แม้ว่าในทางทฤษฎีจะมีความปลอดภัยสูงกว่า แต่ในทางปฏิบัติ อิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดอาจสลายตัวที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลงหรืออาจถึงขั้นใช้งานไม่ได้
- นอกจากนี้ เดนไดรต์อาจก่อตัวขึ้นในระหว่างกระบวนการชาร์จและการปล่อยประจุ เจาะทะลุตัวแยก ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร และอาจถึงขั้นระเบิดได้ ซึ่งทำให้ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือกลายเป็นประเด็นสำคัญ ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อกระบวนการผลิตขนาดเล็กถูกขยายขนาดเพื่อการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ต้นทุนก็จะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมาถึงเมื่อใด?
คาดว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะถูกนำไปใช้งานหลักในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคระดับไฮเอนด์ รถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก (EV) และอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัยที่เข้มงวด เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มีอยู่ในตลาดปัจจุบันยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวางตลาดเชิงแนวคิด
บริษัทรถยนต์ชั้นนำและผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมเช่น SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD และ EVE กำลังพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตอย่างแข็งขัน อย่างไรก็ตาม จากตารางการผลิตล่าสุด มีแนวโน้มว่าการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตแบบเต็มรูปแบบจำนวนมากจะเริ่มได้เร็วที่สุดก่อนปี 2026-2027 แม้แต่โตโยต้าเองก็ยังต้องปรับกรอบเวลาหลายครั้ง และขณะนี้มีแผนจะเริ่มการผลิตจำนวนมากในปี 2030
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าระยะเวลาการวางจำหน่ายแบตเตอรี่โซลิดสเตตอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ความท้าทายทางเทคโนโลยีและการอนุมัติตามกฎระเบียบ
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับผู้บริโภค
ขณะที่ติดตามความคืบหน้าอย่างใกล้ชิดแบตเตอรี่ลิเธียมโซลิดสเตตในภาคส่วนนี้ ผู้บริโภคจำเป็นต้องตื่นตัวอยู่เสมอและไม่หลงเชื่อข้อมูลอันคลุมเครือ แม้ว่านวัตกรรมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่แท้จริงจะคุ้มค่าแก่การรอคอย แต่ก็ต้องใช้เวลาในการตรวจสอบ หวังว่าเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าและตลาดเติบโตเต็มที่ โซลูชันพลังงานใหม่ๆ ที่ปลอดภัยและราคาไม่แพงจะเกิดขึ้นในอนาคต
⭐ คลิกด้านล่างเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต:
เวลาโพสต์: 30 ต.ค. 2567