แบตเตอรี่โซลิดสเตต: ข้อดีข้อเสียและแนวโน้มตลาด

แบตเตอรี่โซลิดสเตตคืออะไร?

แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูงที่โดดเด่นด้วยการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งแทนอิเล็กโทรไลต์ของเหลวและตัวคั่นที่พบในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมประกอบด้วยวัสดุแคโทดและขั้วบวกอิเล็กโทรไลต์ของเหลวและตัวคั่น อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งในแบตเตอรี่โซลิดสเตตนำเสนอทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับอิเล็กโทรไลต์ของเหลว

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

ข้อดี

ความปลอดภัยสูง : แบตเตอรี่โซลิดสเตตนั้นปลอดภัยกว่าเนื่องจากการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง พวกเขาป้องกันการก่อตัวของลิเธียม dendrites ได้อย่างมีประสิทธิภาพลดความเสี่ยงของการเผาไหม้และการระเบิดและกำจัดปฏิกิริยาข้างเคียงที่อุณหภูมิสูง

ความหนาแน่นของพลังงานสูง : แบตเตอรี่โซลิดสเตตอนุญาตให้ใช้ลิเธียมโลหะเป็นวัสดุขั้วบวกซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่มันเป็นความท้าทายสำหรับแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์เหลวเกิน 500 wh/kg แบตเตอรี่โซลิดสเตตสามารถบรรลุความหนาแน่นของพลังงาน 300-400 wh/kg

Long Cycle Life : อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งกล่าวถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวระหว่างเฟสอิเล็กโทรไลต์ของแข็งและลิเธียม dendrites ที่เห็นในอิเล็กโทรไลต์เหลวซึ่งจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานรอบด้วยอายุการใช้งานที่มีศักยภาพสูงถึง 45,000 รอบ

ข้อเสีย

ความต้านทานต่อการแทรกซึมสูง : การสัมผัสที่อ่อนแอระหว่างอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและวัสดุอิเล็กโทรดส่งผลให้ค่าการนำอิออนต่ำนำไปสู่ความต้านทานต่อการแทรกซึมสูง.

ค่าใช้จ่ายสูง : ปัจจุบันต้นทุนการผลิตของแบตเตอรี่โซลิดสเตตค่อนข้างสูงซึ่งขัดขวางการยอมรับในเชิงพาณิชย์อย่างกว้างขวาง

ภูมิทัศน์ตลาดสำหรับแบตเตอรี่โซลิดสเตต

แนวโน้มการพัฒนาทั่วโลก

รัฐบาลทั่วโลกให้การสนับสนุนการพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าอย่างแข็งขันและได้กำหนดเป้าหมายที่ชัดเจนและแผนการทางเทคนิคสำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตต ภายในปี 2568 คาดว่าจะมีการพัฒนาความหนาแน่นของพลังงานอย่างมีนัยสำคัญด้วยการเปลี่ยนผ่านไปสู่แบตเตอรี่โซลิดสเตต

ประเทศจีน : บริษัท ต่างๆเช่น CATL และเทคโนโลยี Prologium อยู่ในช่วงนำร่องสำหรับแบตเตอรี่กึ่ง-รัฐโดยคาดว่าจะมีการผลิตจำนวนมากก่อนปี 2568

ญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ : โตโยต้ามีจุดมุ่งหมายที่จะปล่อยยานพาหนะไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่โซลิดสเตตภายในปี 2565 บริษัท ญี่ปุ่นเป็นผู้นำในเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตต

ยุโรปและสหรัฐอเมริกา : ผู้ผลิตรถยนต์ตะวันตกที่สำคัญกำลังลงทุนในการสตาร์ทอัพแบตเตอรี่โซลิดสเตตเช่น SolidPower และ Quantumscape เพื่อตั้งหลักในสาขานี้

แนวโน้มในอนาคต

เมื่อเทคโนโลยีครบกำหนดและลดค่าใช้จ่ายแบตเตอรี่โซลิดสเตตคาดว่าจะถึงการผลิตมวลเชิงพาณิชย์ภายในปี 2568 ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าปริมาณของอิเล็กโทรไลต์เหลวจะค่อยๆลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป

บทสรุป

แบตเตอรี่โซลิดสเตตให้ความปลอดภัยที่เหนือกว่าความหนาแน่นของพลังงานสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนานโดยการวางตำแหน่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในยานพาหนะไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงานในอนาคต อย่างไรก็ตามความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายสูงและอุปสรรคทางเทคนิคยังคงอยู่ ด้วยการทำงานร่วมกันและการวิจัยระดับโลกแบตเตอรี่โซลิดสเตตกำลังเข้าใกล้แอพพลิเคชั่นเชิงพาณิชย์มากขึ้นนำเสนอโอกาสและความท้าทายใหม่ ๆ ในภาคพลังงานหมุนเวียน