Solid-State battery (แบตเตอรี่โซลิดสเตต) คืออะไร?
แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ออกแบบสำหรับใช้งานในยานยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่ เป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ของแข็งเป็นอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ แทนที่การใช้อิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวหรือแบบโพลิเมอร์เจล ที่พบในแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออน หรือแบตเตอรี่แบบลิเทียมโพลิเมอร์แบบปกติ สำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต ถือเป็นเทคโนโลยีเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มีศักยภาพสูง มีความปลอดภัยมากขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และความคุ้มค่าในการใช้งาน แบตเตอรี่โซลิดสเตต คืออนาคตของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้า
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้ในปัจจุบัน ใช้ขั้วบวกขั้วลบหรือแคโทดและแอโนดแยกจากกันด้วยสารอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลว แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแพร่หลายได้รับความนิยมในการใช้งานอย่างกว้างขวาง ไม่ว่าจะเป็นใช้งานในมือถือสมาร์ทโฟน เครื่องมือช่าง หรือรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ แต่แบตเตอรี่แบบ Solid-State จะมีการเปลี่ยนจากการใช้งานสารอิเล็กโทรไลต์จากของเหลวเป็นของแข็ง โดยตัวอิเล็กโทรไลต์จะเป็นสารที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างขั้วบวกและขั้วลบที่ได้ทำการแยกขั้วลบและขั้วบวกออกจากกัน
...
การออกแบบแบตเตอรี่แบบ Solid-State เกิดจากความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของการใช้งานแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออน มีความเสี่ยงต่อการเกิดการระเบิด ซึ่งอาจจะเกิดจากตัวเซลล์รั่ว หรือมีการลัดวงจร รวมถึงการ overcharging ให้กับแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออน ซึ่งเมื่อตัวแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออนเกิดความเสียหาย มีการรั่ว มีการลัดวงจร หรือมีการชาร์จจนเกิดกระแสนั้น จะสามารถระเบิดจนทำให้เกิดอันตรายกับผู้ใช้งานและตัวอุปกรณ์ไฟฟ้า
สำหรับแบตเตอรี่แบบ Solid-State ตัวอิเล็กทรอนิกส์ไลต์ที่อยู่ภายในแบตเตอรี่จะมีความเสถียรมาก แม้ว่าจะมีการรั่วเกิดขึ้นของสารอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ภายในแบตเตอรี่ แต่ยังสามารถจะคงรูปของตัวเองได้และไม่เกิดการติดไฟ หรือระเบิด
ข้อดีของการใช้งานแบตเตอรี่แบบ Solid-State
1. มีความจุพลังงานที่สูงมาก แบตเตอรี่ Solid-State มีความจุพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่ธรรมดาสูงสุด 2.5 เท่า
2. มีการลดและเลิกใช้สารเคมีอันตรายในแบตเตอรี่ ปัจจุบันนี้ แบตเตอรี่ที่ใช้งานส่วนใหญ่จะมีสารประเภทนี้จำนวนมาก เนื่องจากสารอิเล็กโทรไลต์ส่วนมากแล้วจะติดไฟ และทำให้ตัวแบตเตอรี่นั้นมีความปลอดภัยลดลง
3. แบตเตอรี่แบบ Solid-State มีการรองรับการชาร์จกระแสไฟฟ้าที่รวดเร็วมาก ให้กระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า มีวงรอบในการชาร์จมากกว่าแบตเตอรี่ที่มีการใช้งานในปัจจุบัน
...
ทุกวันนี้ อุตสาหกรรมยานยนต์มีความต้องการใช้งานแบตเตอรี่ที่มีความปลอดภัยสูง เพื่อที่จะใช้ในงานของรถยนต์ไฟฟ้า และคาดว่าในอนาคต จะมีการนำเอาแบตเตอรี่แบบ Solid-State ไปใช้ในมือถือสมาร์ทโฟน เนื่องจากมีความปลอดภัย ความสามารถด้านความจุและการกักเก็บพลังงานสูง รวมทั้งมีวงรอบในการชาร์จที่สูง ในอนาคตอันใกล้ แบตเตอรี่แบบ Solid-State จะเป็นมาตรฐานใหม่ของแบตเตอรี่ที่อยู่ในอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ที่ใช้งานแบตเตอรี่
Nissan จัดแสดงสายการผลิตในขั้นทดลองของออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่ (all-solid-state battery) ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างในญี่ปุ่น ให้แก่สื่อมวลชนที่โรงงานโยโกฮามา จังหวัดคานากาวา โดยสายการผลิตในขั้นทดลองนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อส่งเสริมการพัฒนานวัตกรรมของเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่
...
ภายใต้วิสัยทัศน์ระยะยาวของ Nissan Ambition 2030 บริษัท Nissan ตั้งเป้าที่จะเปิดตัวรถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่ ภายในปี 2028 หรืออีกสี่ปีนับต่อจากนี้ เป็นคาบเวลาที่เหมาะสมกับเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้าที่พัฒนาอย่างไม่หยุดยั้ง เพื่อทำให้ยานพาหนะไฟฟ้าของ Nissan วิ่งไกลขึ้นและชาร์จไฟได้เร็วกว่า
...
ออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่ (All-solid-state battery) จะเข้ามาเปลี่ยนภาพลักษณ์การใช้งานยานยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ จากศักยภาพด้านความหนาแน่นของพลังงานประมาณสองเท่าของแบตเตอรี่แบบลิเทียมไอออนทั่วไป รวมถึงลดเวลาในการชาร์จไฟฟ้าที่สั้นลงอย่างมาก เนื่องจากประสิทธิภาพของการชาร์จ และการคายประจุที่เหนือกว่าของ solid-state battery มีต้นทุนที่ลดลง จากวัตดุดิบที่มีราคาต่ำกว่า ทั้งนี้ Nissan วางแผนที่จะใช้ออลโซลิดสเตตแบตเตอรี่ในรถยนต์หลายรุ่นในเซกเมนต์ต่างๆ รวมถึงรถปิกอัพไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้ามีขีดความสามารถในการแข่งขันมากขึ้น
Nissan กำลังเดินหน้าเพื่อทำการวิจัย และพัฒนา solid-state battery ในวงกว้าง ตั้งแต่การวิจัยวัสดุแบตเตอรี่ระดับโมเลกุล ไปจนถึงการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า รวมถึงการออกแบบเมืองโดยใช้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นแบตเตอรี่สำหรับกักเก็บพลังงาน จากประสบการณ์ในด้านยานยนต์ไฟฟ้าที่มีมาอย่างยาวนาน Nissan กำลังยกระดับการพัฒนาโดยมีเป้าหมายในการนำไปปฏิบัติจริงในอีกสี่ปีนับต่อจากนี้ ...
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/