แนวโน้มล่าสุดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่มีอะไรบ้าง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ได้ผลักดันการเติบโตการขนส่งด้วยไฟฟ้า แต่แนวโน้มและนวัตกรรมต่อไปจะเป็นอะไร และจะส่งผลต่อรถบรรทุกสำหรับงานหนักอย่างไร
 

แบตเตอรี่คือหัวใจสำคัญของการขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้าและทุกๆ การพัฒนา ไม่ว่าจะเป็นด้านประสิทธิภาพ ราคา หรือความน่าเชื่อถือ ล้วนเร่งการเปลี่ยนผ่านสู่การขนส่งด้วยพลังงานไฟฟ้า แม้จะเป็นระยะเวลาสั้นๆ แต่ก็มีการพัฒนาสำคัญเกิดขึ้นแล้ว
 

เทคโนโลยีแบตเตอรี่มีการพัฒนามาอย่างไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์รุ่นแรกวางจำหน่ายในปี 1991 แต่ราคาและความจุของแบตเตอรี่ยังคงจำกัดการใช้งานอยู่แค่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แต่สถานการณ์ได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว เมื่อราคาของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก ทำให้กลายเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกหนักในเวลาต่อมา ตั้งแต่ปี 2010 ต้นทุนลดลงจาก 1,400 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงลงมาเหลือ 140 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2023 ซึ่งเป็นการลดลงถึง 90%

ความก้าวหน้าที่สำคัญคือการประดิษฐ์แบตเตอรี่ LCO (ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์) ในปีพ.ศ. 2523 และหลักการปฏิวัติการใช้ลิเธียมเป็นวัสดุแคโทด ส่งผลให้ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ที่มีอยู่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทันที นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เคมีของแบตเตอรี่ต่างๆ ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ความจุพลังงาน อายุการใช้งาน ความปลอดภัย และประสิทธิภาพดีขึ้น

ในปี 2001 เราได้เห็นการพัฒนาแบตเตอรี่ NMC (นิกเกิล แมงกานีส โคบอลต์) ซึ่งกลายเป็นที่นิยมอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากความหนาแน่นพลังงานที่สูงขึ้นมากและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) เริ่มเข้ามาครองอุตสาหกรรมแล้ว ซึ่งมีความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่าแบตเตอรี่ NMC แต่มีความปลอดภัยเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ต้นทุนต่ำลง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง 

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ๆ อะไรบ้างที่เราจะได้เห็นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้?

มีเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมายที่กำลังได้รับการพัฒนา: เมื่อพูดถึงการเพิ่มความหนาแน่นพลังงาน แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุด เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยวัสดุแข็ง เช่น เซรามิกหรือโพลีเมอร์แข็ง ทำให้สามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นในแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กและเบากว่า สำหรับรถบรรทุกไฟฟ้าจะทำให้วิ่งได้ระยะทางไกลยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณใช้อิเล็กโทรไลต์แข็ง ความต้านทานของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรไลต์เหลว ดังนั้น ปัจจุบันนี้ จึงมีปัญหาท้าทายมากมายในเรื่องของความเร็วในการชาร์จและการเสื่อมประสิทธิภาพลงตามกาลเวลา อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีดังกล่าวมีศักยภาพมากมายในการลดข้อจำกัดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น โตโยต้าตั้งเป้าที่จะเริ่มการผลิตเชิงพาณิชย์ของรถไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตตภายในปี 2027

อีกหนึ่งแนวโน้มที่ผลักดันการพัฒนาแบตเตอรี่คือความต้องการทางเลือกที่ถูกกว่าและมีความยั่งยืนมากขึ้น แบตเตอรี่โซเดียมไอออนนับเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ แบตเตอรี่เหล่านี้มีความหนาแน่นพลังงานประมาณครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ก็มีราคาถูกกว่าประมาณครึ่งหนึ่ง ดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงอาจเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการพลังงานต่ำกว่า เนื่องจากแบตเตอรี่ประเภทนี้มีโซเดียมเป็นส่วนประกอบ ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่ถูกที่สุดและหาได้ง่ายที่สุดบนโลก ดังนั้นผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของแบตเตอรี่เหล่านี้จึงน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมาก

เทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบใดที่จะนำมาใช้กับรถบรรทุกไฟฟ้าขนาดใหญ่?

ความท้าทายหลักคือการลดต้นทุนของรถบรรทุกไฟฟ้าและการพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีราคาถูกจะมีส่วนช่วยอย่างมาก แต่ความต้องการของเจ้าของรถบรรทุกก็แตกต่างกันไปตามการใช้งานเช่นกัน เมื่อพูดถึงรถบรรทุกทางไกล เราตั้งเป้าที่จะให้มีความสามารถในการทำงานแบบเดียวกับรถบรรทุกดีเซล ในไม่ช้านี้ รถบรรทุกไฟฟ้าจะพร้อมใช้งานโดยวิ่งได้ไกลถึง 600 กม. แต่หากคุณต้องขับในระยะทางไกลขึ้น คุณมักจะต้องหยุดและชาร์จไฟระหว่างวัน: และอาจใช้เวลานานถึงสองสามชั่วโมง

ฉันคิดว่าเราจะเห็นความหลากหลายในอุตสาหกรรม โดยมีการนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันมาใช้ขึ้นอยู่กับงานขนส่ง บางทีเราอาจเห็นแบตเตอรี่โซเดียมไอออนถูกนำมาใช้เพิ่มมากขึ้นในงานระยะสั้นที่มีความต้องการพลังงานค่อนข้างต่ำ เช่น การจำหน่ายในเขตเมือง และต่อจากนั้น เราจะได้เห็นแบตเตอรี่โซลิดสเตตถูกนำมาใช้ในรถบรรทุกไฟฟ้าระยะไกล สมมติว่าเราเห็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอนาคต 

ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด การวิจัยอย่างเข้มข้นและการพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ยังคงดำเนินต่อไป มีผู้สนใจมากมายทั่วโลก รวมถึงบริษัทเทคโนโลยี ผู้ผลิตในภาคอุตสาหกรรมและสถาบันภาครัฐ ที่ลงทุนอย่างหนักในการพัฒนาและปรับปรุงเทคโนโลยีแบตเตอรี่ เราอาจจะไม่ได้พบกับการค้นพบแบบก้าวกระโดด เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์รุ่นแรก แต่เราจะยังคงพบกับเทคโนโลยีที่พัฒนาและปรับปรุงต่อไปตามกาลเวลา

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่รถบรรทุกไฟฟ้า คุณอาจสนใจอ่าน ความเข้าใจผิดทั่วไป 7 ประการเกี่ยวกับแบตเตอรี่รถบรรทุกไฟฟ้า หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการนำแบตเตอรี่เก่ามาใช้ซ้ำเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คุณสามารถอ่าน การให้แบตเตอรี่รถบรรทุกมีชีวิตใหม่อีกครั้ง