แบตเตอรี่โซลิดสเตทคือ "โซลูชั่นสุดท้าย" ช่วยให้เราใช้งานรถไฟฟ้าง่ายขึ้นจริงหรือ?

แบตเตอรี่โซลิดสเตท (solid-state battery) ได้รับการคาดหมายว่าจะสร้าง “จุดเปลี่ยน” ให้แก่รถยนต์ไฟฟ้าด้วยคุณสมบัติการกักเก็บพลังงานที่เหนือกว่า ชาร์จไฟเร็วกว่า และมีความปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน

คุณสมบัติทั้งหมดของแบตเตอรี่โซลิดสเตทหรือเรียกอีกชื่อว่าแบตเตอรี่แบบแข็งสามารถตอบโจทย์ “จุดอ่อน” ของรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันที่ทำให้ผู้บริโภคยังไม่สนใจในรถอีวี ดังนั้นผู้เชี่ยวชาญจึงตั้งความหวังว่าหากสามารถแก้ไขข้อด้อยทั้งหมดได้ก็จะทำให้ตลาดรถยนต์ไฟฟ้าเฟื่องฟูได้อย่างรวดเร็ว

แต่ก่อนที่แบตเตอรี่โซลิดสเตทจะถูกใช้งานและได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่าแบตเตอรี่ประเภทนี้คืออะไร

แบตเตอรี่โซลิดสเตทแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนอย่างไร

แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนใช้อิเลคโทรไลต์ (electrolyte) ที่เป็นของเหลวและมีแผ่นกั้น (separator) ที่ป้องกันไม่ให้ขั้วบวกแคโทดและขั้วลบแอโนดสัมผัสกัน

ขณะที่แบตเตอรี่โซลิดสเตทใช้สารอิเลคโทรไลต์แบบแข็งและเป็นตัวนำลิเธียมไอออนระหว่างขั้วอิเลคโทรด พร้อมกับทำหน้าที่เป็นตัวกั้นไปในตัว

ปัจจุบัน แบตเตอรี่โซลิดสเตทถูกใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์และสินค้าแฟชั่นอย่างเครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจและนาฬิกาสมาร์ทวอทช์

ประโยชน์ของแบตเตอรี่โซลิดสเตทคืออะไร

ผู้เชี่ยวชาญชี้ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตทมีความปลอดภัยและมีเสถียรภาพมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน เนื่องจากอิเลกโทรไลต์เป็นสารที่ติดไฟได้ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมที่สูง ดังนั้นรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม-ไออนจึงมีความเสี่ยงที่จะเกิดสารเคมีรั่วไหลและติดไฟได้ง่ายกว่า

เสถียรภาพที่สูงกว่าของแบตเตอรี่โซลิดสเตทยังช่วยให้การชาร์จไฟทำได้รวดเร็วกว่า และลดความจำเป็นในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย

แบตเตอรี่โซลิดสเตทยังสามารถกักเก็บพลังงานได้มากกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มระยะทางขับเคลื่อนต่อการชาร์จไฟหนึ่งครั้ง ผู้ขับขี่จึง “หมดกังวล” ว่าพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่จะหมดกลางทาง

อย่างไรก็ตาม สำนักข่าว Reuters รายงานว่า ปัจจุบัน บริษัทรถยนต์และบริษัทผู้พัฒนาแบตเตอรี่มีความสามารถในการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตทในจำนวนน้อย เนื่องจากมีต้นทุนที่สูงและเทคโนโลยีการผลิตยังไม่เอื้ออำนวยต่อการผลิตแบบแมสเป็นจำนวนมาก

การผลิตอิเลกโทรไลต์แบบแข็งให้มีเสถียรภาพนั้นยังเป็นเรื่องยาก มีความเสี่ยงที่จะแตกร้าวเพราะมีความเปราะบาง มีต้นทุนสูง คาดการณ์ว่าต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตทนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนถึง 8 เท่าในเวลานี้

มีบริษัทใดเดินหน้าพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตทบ้าง

ถึงแม้ Toyota (โตโยต้า) จะตามหลังคู่แข่งในการทำตลาดรถยนต์ไฟฟ้า แต่นักวิเคราะห์มองว่าค่ายรถยักษ์ญี่ปุ่นรายนี้ยืนอยู่แถวหน้าในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตท โดยมีเป้าหมายผลิตเพื่อใช้งานในรถโปรดักชั่นออกขายจริงหลังปี 2025

Volkswagen ทำงานร่วมกับบริษัท QuantumScape Corp วางแผนแนะนำแบตเตอรี่ดังกล่าวในรถยนต์ไฟฟ้าภายในปี 2024 โดยค่ายรถจากเยอรมนีระบุว่าจะมีระยะทางขับเคลื่อนไกลขึ้น 30% และการชาร์จโหมดด่วน 0-80% จะใช้เวลาเพียง 12 นาทีเท่านั้น

Ford (ฟอร์ด) และ BMW (บีเอ็มดับเบิลยู) ได้ลงทุนในบริษัทสมาร์ทอัพ Solid Power ซึ่งคุยโวว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตทมีความหนาแน่นของพลังงานมากขึ้น 50% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน ส่วนต้นทุนจะลดลง 40% หลังจากปี 2025  

ฝั่งเกาหลีอย่าง Hyundai และ Samsung ก็กำลังพัฒนาแบตเตอรี่ดังกล่าวเช่นกัน อย่างไรก็ตาม Tesla ผู้นำตลาดรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันยังไม่ระบุเป้าหมายว่าจะพัฒนาหรือใช้รถโซลิดสเตทแต่อย่างใด