โอกาสในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่

แบตเตอรี่โซลิดสเตตได้กลายเป็นพื้นที่สำคัญสำหรับนักพัฒนาและนักลงทุนในภาคพลังงานหมุนเวียนซึ่งสัญญาว่าจะมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงในอนาคตของการจัดเก็บพลังงาน เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เป็นนวัตกรรมนี้ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งเพื่ออำนวยความสะดวกในการนำไอออนิกระหว่างอิเล็กโทรดแยกออกจากแบตเตอรี่ของเหลวหรือเจลพอลิเมอร์แบบดั้งเดิม ตั้งแต่ต้นปีนี้แบตเตอรี่โซลิดสเตตได้รับความสนใจอย่างมากและการลงทุนอย่างมากตามที่เห็นได้จากการขยายตัวของกำลังการผลิตและกิจกรรมการวิจัยอย่างรวดเร็ว

หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของแบตเตอรี่โซลิดสเตตอยู่ในโปรไฟล์ความปลอดภัยที่เหนือกว่า ซึ่งแตกต่างจากอิเล็กโทรไลต์ของเหลวซึ่งสามารถติดไฟได้และมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งให้ความเสถียรทางความร้อนที่เพิ่มขึ้นความไม่ติดไฟและคุณสมบัติฉนวนที่ยอดเยี่ยม สิ่งนี้ทำให้แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสอดคล้องกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นในรถยนต์ไฟฟ้า (EVs) และแอปพลิเคชันอื่น ๆ

นอกจากนี้แบตเตอรี่โซลิดสเตตยังมีศักยภาพในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ ข้อ จำกัด ในปัจจุบันของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหลวซึ่งกำลังเข้าใกล้เพดานความหนาแน่นพลังงานเชิงทฤษฎีของพวกเขาได้จุดประกายความจำเป็นในการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรม แบตเตอรี่โซลิดสเตตผ่านความก้าวหน้าทั้งในวัสดุอิเล็กโทรดและโครงสร้างแบตเตอรี่สามารถบรรลุความหนาแน่นของพลังงานเกิน 500 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม (WH/KG) ซึ่งอาจเกิดการผ่านอุปสรรคความหนาแน่นพลังงานของเทคโนโลยีปัจจุบัน

การเปลี่ยนจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการเป็นการผลิตในระดับนักบินได้ดำเนินการโดยผู้ผลิตแบตเตอรี่ชั้นนำหลายรายประกาศแผนการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตต ตัวอย่างเช่น บริษัท Amperex Technology Co. Limited (CATL) ได้ระบุความตั้งใจที่จะเพิ่มการลงทุนในแบตเตอรี่โซลิดสเตตโดยมีเป้าหมายการผลิตขนาดเล็กภายในปี 2570 ในทำนองเดียวกัน Sunwoda ได้พัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตมาตั้งแต่ปี 2558

ตลาดสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตตนั้นมีความพร้อมสำหรับการเติบโตอย่างมีนัยสำคัญโดยมีการประมาณการว่าการค้าขนาดใหญ่สามารถเริ่มต้นได้เร็วที่สุดเท่าที่ปี 2569 ภายในปี 2573 การจัดส่งแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลกคาดว่าจะถึง 614.1 กิกะวัตต์ชั่วโมง (GWH) การขยายตัวของตลาดอย่างรวดเร็วนี้เกิดจากความก้าวหน้าในระบบวัสดุรวมถึงอิเล็กโทรไลต์แคโทดและขั้วบวกซึ่งอยู่ระหว่างการอัพเกรดซ้ำเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

แบตเตอรี่โซลิดสเตตสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก ได้แก่ พอลิเมอร์ออกไซด์และซัลไฟด์ แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ใช้พอลิเมอร์มีเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากที่สุด แต่เพดานประสิทธิภาพของพวกเขานั้นท้าทายกว่า แบตเตอรี่ที่ใช้ออกไซด์ให้ประสิทธิภาพที่สมดุล แต่มาพร้อมกับต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น ในทางกลับกันแบตเตอรี่ที่ใช้ซัลไฟด์แสดงศักยภาพเชิงพาณิชย์สูง แต่ก่อให้เกิดความท้าทายด้านการวิจัยที่สำคัญ สำหรับวัสดุอิเล็กโทรดแอโนดที่ทำจากซิลิคอนเป็นวิธีการแก้ปัญหาระยะสั้นถึงปานกลางในขณะที่โลหะลิเธียมถูกมองว่าเป็นเป้าหมายสูงสุดสำหรับแอโนดแบตเตอรี่โซลิดสเตต

รัฐบาลทั่วโลกยังสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตผ่านแรงจูงใจนโยบายและเงินทุน ญี่ปุ่นด้วยการเริ่มต้นในช่วงต้นของการวิจัยอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่ใช้ซัลไฟด์เป็นผู้นำ ในสหรัฐอเมริกา บริษัท สตาร์ทอัพอย่าง Solid Power, Quantum Scape และ Fatchorial Energy กำลังผลักดันนวัตกรรมโดยร่วมมือกับผู้ผลิตรถยนต์ในยุโรปเพื่อขยายการผลิต จีนมีผู้เข้าร่วมที่หลากหลายรวมถึงผู้ผลิต EV ผู้ผลิตแบตเตอรี่ผู้เริ่มต้นและซัพพลายเออร์วัสดุสร้างระบบนิเวศแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตที่ครอบคลุม

โดยสรุปแนวโน้มของแบตเตอรี่โซลิดสเตตในภาคพลังงานหมุนเวียนนั้นมีแนวโน้ม ด้วยความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีการเพิ่มการลงทุนและนโยบายของรัฐบาลที่สนับสนุนแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะทรงตัวที่จะปฏิวัติการจัดเก็บพลังงานนำเสนอโซลูชั่นที่ปลอดภัยและมีความหนาแน่นสูงกว่าซึ่งตอบสนองความต้องการที่พัฒนาขึ้นของตลาด