ทำความรู้จัก Solid State Battery แบตฯ ที่จะนำมาใช้งานบนสมาร์ทโฟน แตกต่างกับประเภท Li-ion อย่างไร

เป็นอีกประเด็นน่าจับตามองเลยทีเดียวในอนาคต สำหรับแบตเตอรี่บนสมาร์ทโฟนที่เชื่อว่าใครหลายคนต่างต้องการให้พัฒนาเสียที เนื่องจากความไม่ปลอดภัยบ้าง, เสื่อมไวบ้าง หรือแม้แต่ความจุน้อยเกินไปหรือเปล่า ทำให้ต้องชาร์จบ่อยๆ เสียทั้งเวลาและเสียค่าไฟทว่าก็ถูกแก้ปัญหาโดยเทคโนโลยีการชาร์จเร็วที่ลดระยะเวลาลงมา อย่างไรก็ตามเมื่อมองภาพรวมแล้ว การชาร์จโดยลักษณะดังกล่าวจะส่งผลให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพลงเร็วกว่าเดิม จึงไม่ทางออกของปัญหาในท้ายที่สุด ดังนั้นเราลองมาทำความรู้จักประเภทของแบตเตอรี่แบบใหม่ที่คาดการณ์ว่าจะนำมาใช้งานบนสมาร์ทโฟนเร็วๆ นี้

สำหรับแบตเตอรี่ที่ขอหยิบยกมาเล่าสู่กันฟัง หลายคนคงคุ้นหูกันมาบ้างแล้ว เนื่องจากไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด เพราะธุรกิจอื่นๆ ต่างพัฒนาและมีการนำไปใช้งานจริงด้วย นั่นก็คือ Solid State Battery หรือแบตฯ แบบแข็ง โดยส่วนประกอบต่างๆ ภายในจะถูกทำให้อยู่ในสภาพของแข็ง ซึ่งแตกต่างจากในปัจจุบัน (lithium-ion) ที่เป็นของเหลว 

ความแตกต่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ที่เป็นของแข็งและของเหลวคือ สามารถกำจัดความเสี่ยงในการติดไฟออกไปได้ ทั้งยังส่งผลให้เพิ่มความจุขึ้นได้ เนื่องจากมีช่องว่างที่น้อยลง เพราะของแข็งจะมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวรวมถึงระยะเวลาการชาร์จ (charging times) และขนาดของแบตฯ ที่ลดลง แต่ความจุเพิ่มขึ้น

โดยความหนาแน่ระหว่างของแข็งกับของเหลวจะอยู่ประมาณ 20 - 30 ไมครอน (ของเหลว) ขณะที่ของแข็งเพียง 3 - 4 ไมครอนเท่านั้น แตกต่างกันถึง 7 เท่า และนั่นทำให้ช่องว่างเพิ่มขึ้นตรงนี้เป็นจุดที่ทำให้เกิดเป็นพลังงานมากกว่าในขนาดเท่าเดิม รวมถึงสามารถออกแบบให้ขั้วบวกขั้วลบได้ดียิ่งขึ้น เพราะว่าไม่มีของเหลวภายในก้อนแบตฯ ที่จะทำให้เสื่อมหรือเกิดประจุไฟไม่เสถียร 

ระยะเวลาการใช้งาน โดย Solid State Battery ก็จะสามารถใช้งานได้ต่อไปอีก ถึงแม้จะผ่านมา 2 - 3 ปีแล้ว เช่นเดียวกับ Charge cycles ที่สูญเสียความมั่นคงการเก็บประจุไฟฟ้าเพียง 5% เท่านั้นจากรอบการชาร์จ 40,000 ครั้ง (แบตฯ ประเภท LiPON ชนิดหนึ่งใน SSB) ขณะที่แบตฯ lithium-ion แค่ 300 - 1,000 ครั้งก็ไม่สามารถเก็บไฟฟ้าได้ดีแล้ว 

ด้านอุณหภูมิก็ถือเป็นข้อได้เปรียบด้วยเช่นกัน เพราะ Solid State Battery สามารถทำงานได้เป็นปกติแม้อยู่ในอุณหภูมิติดลบประมาณ 40 - 100 องศา ขณะที่ lithium-ion ทำได้แค่ 20 - 60 องศาเท่านั้น 

ชนิดของแบตฯ Solid State Battery มีกี่ประเภท...?

สำหรับชนิดของแบตฯ SSB จะแตกต่างตามหมวดหมู่ของประเภทนำไปใช้งาน แบ่งออกเป็น 8 ชนิดแต่ละชนิดจะใช้วัสดุไม่เหมือนกันในการทำอิเล็กโทรไลท์ (Electrolyte) Li-Halide, Perovskite, Li-Hydride, NASICON-like, Garnet, Argyrodite, LiPON และ LISICON-like ทว่าในปัจจุบันเองนักวิจัยก็ยังไม่สามารถให้คำตอบได้ว่า "ชนิดใดดีที่สุด"  

เมื่อไหร่จะนำมาใช้งานในสมาร์ทโฟน

ต้องบอกว่าอีกนานเลย เพราะว่ามีข้อจำกัดบางอย่างอยู่ รวมถึงค่าใช้จ่ายที่สูงมาก และยังถือเป็นเรื่องที่ทดลองให้ดีเสียก่อนหากนำมาใช้งานเชิงพาณิชย์ เนื่องจากต้องคำนึงความปลอดภัย อาจไม่ได้เห็นใน 4 - 5 ปีข้างหน้า แต่สามารถสรุปได้ว่า นี่คืออนาคตของแบตฯ ที่จะนำมาประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน, แล็ปท็อป, โดรน, หุ่นยนต์, รถยนต์ไฟฟ้า เป็นต้น