ทำความรู้จัก แบตเตอรี่ชนิด All-Solid-State

เทคโนโลยีในทุกวันนี้มีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ต้องใช้พลังงานที่มากขึ้น แบตเตอรี่จึง
เป็นสิ่งที่น่าจับตามองว่าจะถูกพัฒนาไปในทิศทางใด ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟน รวมไปถึงแบตเตอรี่ที่
ใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งผู้ใช้งานต่างจับตามอง เพราะในอดีตแบตเตอรี่แบบเดิมนั้นเกิดปัญหาหลายอย่าง อาทิ
ความไม่ปลอดภัย อายุการใช้งาน หรือแม้แต่เรื่องความจุที่น้อยเกินไปไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ท าให้ต้องชาร์จ
บ่อยครั้ง สูญเสียทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ดีแม้ปัญหาดังกล่าวจะถูกแก้โดยการเทคโนโลยีการชาร์จเร็วที่
ลดระยะเวลาลงมา แต่เมื่อมองภาพรวมแล้ว การชาร์จโดยลักษณะดังกล่าวก็อาจจะส่งผลให้แบตเตอรี่
เสื่อมสภาพลงเร็วกว่าเดิม จึงไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหา ดังนั้น ผู้ผลิตจึงได้คิดค้นและก าลังพัฒนา
แบตเตอรี่ประเภทใหม่ที่มีชื่อว่า Solid State Battery เพื่อตอบโจทย์ดังกล่าว

ผู้ที่คิดค้นแบตเตอรี่ชนิด All-Solid-State ก็คือ John Goodenough ศาสตราจารย์ผู้น าทีมวิศวกรจาก
มหาวิทยาลัยเท็กซัสวัย 94 ปี ซึ่งเขาเคยเป็นบิดาผู้ให้ก าเนิดแบตเตอรี่ Lithium-ion จนได้รับความนิยมทั่วโลก
ผู้เชี่ยวชาญด้านแบตเตอรี่ระบุว่า แบตเตอรี่ชนิดแข็ง All-Solid-State จะช่วยร่นระยะเวลาในการชาร์จประจุ
ให้เต็มจาก 2-3 ชั่วโมงเหลือเพียงแค่ไม่ถึง 1 ชั่วโมง เมื่อใช้ไฟฟ้าจากครัวเรือน นอกจากนี้แบตเตอรี่ชนิดใหม่จะ
ให้พลังงานที่สูงกว่าแบตเตอรี่ Lithium-ion ถึง 3 เท่าตัว นั่นก็หมายความว่า รถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ที่ติดตั้ง
แบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้จะมีระยะทางวิ่งสูงสุดที่ไกลขึ้น

คุณสมบัติแบตเตอรี่ All-Solid-State พื้นฐานจะมีส่วนประกอบภายในแบตเตอรี่ที่เป็นวัตถุแข็ง
(glass electrolyte) แตกต่างจากแบตเตอรี่ Lithium-ion ที่เป็นวัตถุเหลวเป็นส่วนประกอบ ส่งผลให้มีความจุ
ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แต่ขนาดแบตเตอรี่กลับลดลง เพราะมวลวัตถุแข็งในแบตเตอรี่ชนิดใหม่จะมีความหนาแน่นกว่า
วัตถุเหลว ลดอาการเสื่อมของแบตเตอรี่ และลดการเกิดประจุไฟฟ้าที่ไม่เสถียร ที่ส าคัญแบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้จะ
ไม่ลุกไหม้หรือเกิดการระเบิดด้วยตนเอง และยังสามารถท างานในอุณหภูมิที่ต่ ากว่า องศาเซลเซียสได้อีกด้วย

โซลิดสเตตแบตเตอรี่นั้นใช้ อิเล็กโทรไลต์ (Electrolytes) ที่เป็นของแข็งเป็นชั้นบางๆ ซึ่งมีลิเธียมไอออนอยู่ระหว่างอิเล็กโทรด (Electrode) แต่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้น ใช้ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวและมีตัวแยกเพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรดขั้วบวกสัมผัสกับอิเล็กโทรดขั้วลบ

ปัจจุบันมีหลายแบรนด์รถยนต์ กำลังสร้าง และ วิจัย พัฒนา Solid-state battery
Toyota Motor Corp ของญี่ปุ่นเป็นหนึ่งในผู้นำในการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตต กล่าวว่า กำลังพยายามอย่างมาก ในการพัฒนาแบตเตอรี่ดังกล่าว นอกจากนี้ยังรว่มวิจัยกับ Panasonic และ ร่วมทุนกับ Prime Planet Energy & Solutions Inc
Volkswagen ของเยอรมนีได้ลงทุนในบริษัท QuantumScape Corpบริษัทแบตเตอรี่ของสหรัฐที่ได้รับการสนับสนุนจาก Bill Gates ซึ่งมีเป้าหมายที่จะผลิต Solid-state battery แบตเตอรี่ในปี 2024 เพื่อติดตั้งในรถยนต์ของเครือ VW
Stellantis โดยการควบรวมกิจการของ Fiat Chrysler ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติอิตาลี – อเมริกัน และ PSA ของฝรั่งเศส ได้ร่วมทุนกับ Automotive Cells Co กับ TotalEnergies และ China’s Contemporary Amperex Technology Co Ltd ที่จะพัฒนาและเปิดตัว Solid-state battery ภายในปี 2026


Ford Motor และ BMW AG ได้ลงทุนใน Solid Power ซึ่งกล่าวว่าเทคโนโลยีโซลิดสเตตแบเตอตรี่ จะสามารถส่งมอบพลังงานได้มากกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันกว่า 50% และฟอร์ต คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนแบตเตอรี่ลง 40% ในกลางทศวรรษหน้าHyundai Motor ของเกาหลีใต้ ลงทุนในสตาร์ทอัพ SolidEnergy Systems มีแผนจะผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตจำนวนมากในปี 2030 แต่น่าเสียดายที่ทาง Hyundai ไม่ระบุกรอบเวลาการเปิดตัวแบตเตอรี่ดังกล่าวชัดเจน แต่เราคาดว่าคงไม่เกิน 2 – 3 ปีข้างหน้าอย่างแน่นอน ปัจจุบัน Hyundai และ KIA กำลังก้าวไปสู่ยุครถยนต์ไฟฟ้าอย่างเต็มรูปแบบ
Samsung SDI ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ Samsung Electronics Co Ltd กำลังทำงานในด้านการพัฒนา Solid-state battery
VinFast ร่วมมือกับ ProLogium ของไต้หวันซึ่งกำลังพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต
NIO เตรียมเปิดตัวแบตเตอรี่ Solid State ขนาด 1,500 kWh ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าวิ่งได้ถึง 1,000 กม./ชาร์จ ภายในปี 2022
Tesla ยังไม่ได้เผยว่ากำลังพัฒนาแบตเตอรี่ Solid-state battery หรือไม่ แต่คาดว่าน่าจะมีแบบลับๆ