แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตคืออะไร? สามารถนำไปสู่ยุคทองของรถยนต์ไฟฟ้าได้หรือไม่

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเริ่มใช้งานจริงอย่างแพร่หลาย ผู้ผลิตรถยนต์จึงเริ่มประกาศยุติการผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายใน 폭스바겐 (Volkswagen) ตั้งเป้าที่จะเพิ่มสัดส่วนของรถยนต์ไฟฟ้าในยุโรปเป็น 80% และในอเมริกาเหนือเป็น 55% ภายในปี 2030 ขณะที่เบนซ์ (Benz) ได้ประกาศยุติการผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในแล้วในปี 2023 การขนส่งสาธารณะก็กำลังเปลี่ยนไปใช้รถโดยสารไฮโดรเจนหรือรถโดยสารไฟฟ้าเช่นกัน ท่ามกลางความพยายามของบริษัทต่างๆ ในการผลิตยานยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตต (All-Solid-State Battery) กำลังได้รับความสนใจว่าเป็นทางออกของปัญหาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

รถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion battery) ซึ่งมีอิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) เป็นของเหลวอยู่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ ทำให้มีความเสี่ยงต่อการรั่วไหล และเนื่องจากเป็นของเหลวไวไฟ จึงมีความเสี่ยงต่อการระเบิดเมื่อสัมผัสกับความร้อนสูง หากเกิดไฟไหม้ในรถยนต์ไฟฟ้า จะดับไฟได้ยาก และหากดับไฟไม่สนิท ก็อาจเกิดการระเบิดซ้ำได้ง่าย จึงนำไปสู่ภัยพิบัติครั้งใหญ่ได้

แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตต (All-Solid-State Battery) กำลังเป็นทางเลือกที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์เป็นของแข็ง จึงไม่มีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลจากแรงกระแทก และไม่มีสารไวไฟ จึงมีความเสี่ยงต่อการลุกไหม้น้อยกว่า จึงถือว่าปลอดภัยกว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา ล่าสุดมีการประกาศว่าบริษัทแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตของสหรัฐฯ Solid Power และ SK ของเกาหลีใต้จะร่วมมือกันพัฒนาแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตให้เร็วขึ้น

การใช้แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตจะช่วยลดเวลาในการชาร์จและเพิ่มระยะทางในการขับขี่ได้ แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตดูเหมือนจะสามารถแก้ไขปัญหาที่ผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าได้ร้องเรียนมาโดยตลอด บริษัทต่างๆ เริ่มเข้าสู่วงการพัฒนาแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตแล้ว รัฐบาลหลายประเทศก็ให้การสนับสนุนอุตสาหกรรมแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ บริษัทหลักๆ มีเป้าหมายที่จะนำแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตมาใช้งานจริงภายในปี 2025 ถึง 2028

ในยุคที่เครื่องยนต์สันดาปภายในกำลังจะหมดไปและยุคของรถยนต์ไฟฟ้ากำลังจะมาถึง ปัจจัยที่ยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าอย่างแพร่หลายก็คือ ราคา ในปัจจุบันยังมีผู้บริโภคจำนวนมากที่ตัดสินใจไม่ซื้อรถยนต์ไฟฟ้าเพราะราคาแพง หากแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตพัฒนาสำเร็จ คาดว่าปัญหาเรื่องราคาเริ่มต้นจะกลับมาเป็นอุปสรรคอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม คาดว่าราคาจะค่อยๆ ปรับตัวลดลงเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่การที่ราคาจะลดลงจนอยู่ในระดับที่ผู้บริโภคไม่รู้สึกกังวลนั้น คาดว่าจะใช้เวลาพอสมควร

เมื่อไม่นานมานี้ ชิคาโก สหรัฐอเมริกา ประสบกับคลื่นความหนาวเย็นจัด เหมือนกับขั้วโลกเหนือ อุณหภูมิที่เย็นจัดถึง -30 องศาเซลเซียส ไม่ใช่ปัญหาของมนุษย์ แต่เป็นปัญหาของรถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ไฟฟ้าเกิดการชาร์จไฟไม่เข้าจนแบตเตอรี่หมด ทำให้ผู้คนต้องไปรวมตัวกันที่สถานีชาร์จไฟ แต่การชาร์จไฟก็ทำได้ไม่ดีนัก จึงทำให้เกิดเสียงบ่นเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้าอีกครั้ง รถยนต์ไฟฟ้าต้องอาศัยปฏิกิริยาเคมีระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านและทำงานได้อย่างปกติ แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงอย่างมาก ปฏิกิริยาเคมีนี้จะช้าลง จึงทำให้เกิดปัญหาแบตเตอรี่ ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศที่ทำให้เกิดคลื่นความร้อนหรือคลื่นความหนาวเย็นจัดบ่อยครั้งขึ้นกว่าแต่ก่อน จึงน่าจับตามองว่าการนำแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตมาใช้จะสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้หรือไม่