แบตเตอรี่โซลิดสเตต สำคัญไฉน?

อัปเดตล่าสุด 14 ก.พ. 2565

เพราะอะไรญี่ปุ่นจึงเร่งพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-state Battery) แก้มือหลังเสียส่วนแบ่งตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมให้แก่จีนและเกาหลีใต้

‘รถอีวี’ กระทบ ‘การผลิตชิ้นส่วนยานยนต์’ อย่างไร?

“แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-state Battery) คือ แบตเตอรี่ที่ใช้อิเล็กโทรไลต์แข็ง มีความปลอดภัยสูงเนื่องจากโอกาสติดไฟต่ำ มีเสถียรภาพสูง และความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพการกักเก็บพลังงานที่เหนือกว่า เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว จึงเป็นแหล่งพลังงานสำหรับผลิตภัณฑ์ยุคใหม่อย่างรถยนต์ไฟฟ้า สมาร์ทโฟน และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ”

Advertisement

สำนักวิเคราะห์ Fuju Keizai ประเทศญี่ปุ่น คาดการณ์ว่า ในปี 2025 แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะมีมูลค่า 5.6 หมื่นล้านเยน หรือราว 4.9 ร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐก่อนพุ่งทะยานเป็น 2.1 ล้านล้านเยน หรือราว 1.8 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2036

รถยนต์ไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ ดันแบตเตอรี่ All Solid State โต

ค่ายรถเร่งวิจัย หวังคว้าส่วนแบ่งตลาดรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่โซลิดสเตตได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นอย่างมาก เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ชาร์จไฟได้เร็ว และมีความปลอดภัย ตอบโจทย์ความต้องการของผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นอย่างยิ่ง

ปัจจุบันอุตสาหกรรมยานยนต์ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดของเหลว (Liquid Electrolyte) ทำให้มีความเสี่ยงในการรั่วไหล อีกทั้งยังทนอุณหภูมิสูงได้ไม่ดีมากนัก ซึ่งนิสสัน (Nissan) เป็นหนึ่งในบริษัทที่เล็งเห็นข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และหันมาสนใจแบตเตอรี่โซลิดสเตตเนื่องจากสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้

Ashwani Gupta COO บริษัทนิสสัน แสดงความเห็นว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า โดยมีแผนลงทุน 1.4 แสนล้านเยน หรือราว 1.2 พันลานดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 เปิดไลน์ผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้ในญี่ปุ่นเพื่อทดสอบการผลิตแบบจำนวนมาก และตั้งเป้าใช้งานจริงในปี 2028 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแผน Alliance 2030 โดยกลุ่มพันธมิตร Renault-Nissan-Mitsubishi ที่นิสสันเป็นผู้รับผิดชอบในการพัฒนาแบตเตอรี่ยานยนต์

นาย Makoto Uchida ประธานบริษัทนิสสัน เปิดเผยว่า แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งระบบหล่อเย็นที่เรียบง่าย ช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานลงได้เป็นอย่างมาก โดยคาดว่าจะสามารถลดราคาแบตเตอรี่ยานยนต์ลงมาเหลือที่ 65 ดอลลาร์สหรัฐต่อ 1 กิโลวัตต์ และมีแผนลดราคารถยนต์ไฟฟ้าให้ลงมาเทียบเท่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปในอนาคต

ทางด้านโตโยต้าก็มีแผนนำแบตเตอรี่โซลิดสเตตมาใช้งานในรถยนต์ไฮบริด ซึ่งได้เริ่มทดลองตั้งแต่ปี 2020 โดย Masahiko Maeda เจ้าหน้าที่บริหาร เปิดเผยว่า ปัจจุบันทางบริษัทอยู่ในช่วงรวบรวมข้อมูลการทดสอบเพื่อนำไปใช้ในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้ารุ่นถัด ๆ ไปที่จะออกมาแทนที่รถไฮบริด

Koji Sato เจ้าหน้าที่บริหารโตโยต้า เปิดเผยว่า บริษัทมีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตเพื่อใช้ในแบรนด์ Lexus และตั้งเป้าพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงออกมาภายใต้แบรนด์นี้เช่นเดียวกัน

ส่วนฮอนด้านั้น ปัจจุบันอยู่ระหว่างการวางแผนการผลิต และคาดว่าจะสามารถผลิตเพื่อติดตั้งจริงได้ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษ 2020

ยุค Electrification กับการดิ้นรนของภาคอุตสาหกรรม

ส่วนบริษัทอื่น ๆ นั้น LG Chem จากเกาหลีใต้ และ CATL จากจีน ก็มีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต เช่นเดียวกันสำหรับค่ายรถฝั่งตะวันตก พบว่าบริษัทที่มีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต ได้แก่ Volkswagen ซึ่งมีแผนเปิดสายการผลิตภายในปี 2025, BMW และ Ford ที่ร่วมลงทุนในบริษัท Solid Power, และอื่น ๆ

อย่างไรก็ตาม ไม่อาจปฏิเสธได้ว่า ในระหว่างการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้เพื่อใช้งานได้จริง ผู้ผลิตก็จำเป็นต้องโฟกัสกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเช่นเดียวกัน

Masahiko Maeda เจ้าหน้าที่บริหาร โตโยต้า แสดงความเห็นว่า อุปสรรคสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตคืออายุการใช้งานที่สั้น อีกทั้งจำเป็นต้องมีการควบคุมความชื้นในสายการผลิตอย่างเข้มงวด ซึ่งเป็นปัญหาที่อุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเร่งหาทางแก้ไขในขณะนี้

อิเล็กทรอนิกส์ไม่น้อยหน้า เร่งลดต้นทุนการผลิต

นอกจากอุตสาหกรรมยานยนต์แล้ว อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นอีกอุตสาหกรรมที่ให้ความสนใจในแบตเตอรี่โซลิดสเตต และมีการเร่งเสริมกำลังการผลิตในหลายบริษัท ยกตัวอย่างเช่น TDK ซึ่งมีแผนเพิ่มกำลังการผลิตจาก 3 หมื่นหน่วยต่อเดือน เป็น 1 แสนหน่วยต่อเดือน และอยู่ระหว่างการวิจัยแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ เพื่อนำเสนอให้นำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ชนิดอื่น ๆ นอกจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

แบตเตอรี่โซลิดสเตตของ Murata Manufacturing ที่ให้ความสำคัญกับ Surface Treatment เพื่อนำไปใช้งานจริงได้สะดวก

ส่วนทางด้าน Murata Manufacturing มีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มีความจุมากขึ้น ทนอุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น เพื่อให้สามารถนำไปใช้งานในเครื่องจักรได้ อย่างไรก็ตาม Norio Nakajima ประธานบริษัท Murata Manufacturing แสดงความเห็นว่า อีกสิ่งสำคัญในปัจจุบัน คือการแก้ไขปัญหาทางเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้แล้วเสร็จเสียก่อน จึงเป็นเหตุผลให้หลายบริษัทตัดสินใจเลื่อนกำหนดการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตออกไป

Maxell นั้น นอกจากการตั้งเป้านำไปใช้กับอุปกรณ์ไร้สายแล้ว ยังอยู่ระหว่างวางแผนการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้ให้สามารถใช้งานกับอุปกรณ์โรงงาน ไปจนถึงแหล่งพลังงานสำรองอีกด้วย

ทางด้าน Nippon Electric Glass แสดงความเห็นว่า อีกอุปสรรคหนึ่ง คือ แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีต้นทุนการผลิตสูงกว่าแบตเตอรีลิเธียมไอออนมาก และต้องการเทคโนโลยีขั้นสูงกว่า

แบตเตอรี่โซลิดสเตตของบริษัท TDK

รัฐบาลญี่ปุ่นเล็งยกระดับความสำคัญของ “อุตสาหกรรมแบตเตอรี่”

รัฐบาลญี่ปุ่นเล็งเห็นความสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้ และได้เริ่มโครงการเงินทุนสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาให้กับภาคเอกชนตั้งแต่ปี 2021 ซึ่่งตั้งงบประมาณไว้ที่ 1.5 แสนล้านเยน หรือราว 1.3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

สาเหตุที่รัฐบาลตัดสินใจเช่นนี้เกิดจากแนวโน้มในตลาดโลกที่การแข่งขันในอุตสาหกรรมมีความรุนแรง โดยเฉพาะตั้งแต่ปี 2016 เป็นต้นมา ที่ญี่ปุ่นเสียส่วนแบ่งการตลาดในตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้กับจีนและเกาหลีใต้มากขึ้นในทุก ๆ ปี และเล็งเห็นว่า หากไม่มีการออกเงินสนับสนุนแล้ว อุตสาหกรรมญี่ปุ่นจะเสียเปรียบเป็นอย่างมากในยุคที่โลกหันไปแข่งขันด้านเทคโนโลยีแบตเตอรี่และการปรับตัวตามนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ รัฐบาลญี่ปุ่นยังมีความเห็นว่า อุตสาหกรรมแบตเตอรี่จะเป็นอุตสาหกรรมสำคัญในอนาคตไม่ต่างกับเซมิคอนดักเตอร์และเครื่องมือแพทย์ จากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมที่ทำให้ต้องลดการใช้เชื้อเพลิงลง แบตเตอรี่จะกลายเป็นส่วนสำคัญของยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และอื่น ๆ อีกมาก หากประเทศไหนไม่มีซัพพลายเชนแบตเตอรี่ที่มั่นคงแล้วย่อมส่งผลต่ออุตสาหกรรมการผลิตในประเทศนั้นเป็นอย่างยิ่ง

Dr. Noboru Sato อาจารย์พิเศษมหาวิทยาลัยนาโกย่า ประเทศญี่ปุ่น และที่ปรึกษาอาวุโสบริษัท Espec เสริมว่า การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตไปจนถึงเทคโนโลยีอื่น ๆ มีปัจจัยสำคัญ 3 ข้อ คือ เงินลงทุน เวลา และทรัพย์สินทางปัญญา โดยยกตัวอย่างว่า การที่อุตสาหกรรมประเทศใดจะอยู่เหนือคู่แข่งได้ ต้องเริ่มก่อน ลงทุนก่อน และในกรณีที่พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ได้สำเร็จ การจดทะเบียนทรัพย์สินทางปัญญาก่อนจะช่วยให้บริษัทมีข้อได้เปรียบในตลาดโลกเป็นอย่างมาก และจะให้ผลลัพธ์สูงสุดหากนานาชาติเลือกใช้เทคโนโลยีนั้น ๆ

ซึ่งในยุคที่ผ่าน ๆ มาเองก็เช่นกัน เห็นได้จากการที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน หากญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตแล้ว ก็เป็นไปได้ว่าอุตสาหกรรมญี่ปุ่นจะสามารถกลับมายิ่งใหญ่เหมือนเมื่อครั้งในอดีตได้