ผ่านไปแล้วอย่างเรียบร้อยสำหรับการจัดประชุมสัมมนา หารือในด้านพลังงานในงาน 4th ASEAN Battery Technology Conference หรือ ABTC 2026 ซึ่งจัดขึ้นเมื่อปลายเดือนสิงหาคมที่ผ่านมา ในระหว่างวันที่ 19–21 สิงหาคม 2569 โดยในครั้งนี้จัดขึ้นที่เมืองเซปัง ประเทศมาเลเซีย วันนี้ทางสมาคม TESTA หนึ่งในสมาชิกผู้จัดงาน ขอเป็นตัวแทนนำข่าวสาร บรรยากาศ และองค์ความรู้ที่ถูกถ่ายทอดภายในงานมาแชร์ให้ทุกท่านได้ติดตามในรูปแบบของ ABTC Insight Series จำนวน 5 ตอน สำหรับบรรยากาศโดยรวม เวทีสัมมนานี้เป็นเวทีที่เปิดโอกาสให้นักวิจัย ผู้ประกอบการ และผู้กำหนดนโยบายด้านแบตเตอรี่และระบบกักเก็บพลังงานจากประเทศในอาเซียน รวมถึงผู้เชี่ยวชาญจากนานาประเทศ ได้มาพบปะ แลกเปลี่ยนความรู้และประสบการณ์ ตลอดจนอัปเดตความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่และแนวโน้มของอุตสาหกรรมร่วมกัน ไฮไลท์หนึ่งที่สำคัญของงานคือการบรรยายทิศทางความคาดหวัง ความท้าทาย และอนาคตที่มุ่งหวังของแบตเตอรี่ชนิดโซลิดสเตต (All Solid State Battery) โดย Prof. Ying Shirley Meng ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งเป็น Vice President (Industry) และ Distinguished University Professor จาก Nanyang Technological University (NTU Singapore) ซึ่งมาบรรยายในหัวข้อ “Hypes, Hurdles and Hopes for All-Solid-State Batteries”
Prof. Meng เริ่มการบรรยายด้วยภาพใหญ่ของอุตสาหกรรมยานยนต์ว่า การเปลี่ยนผ่านสู่ยุคยานยนต์ไฟฟ้านั้นหยุดไม่ได้แล้ว ปัจจุบันรถใหม่ทั่วโลกราว 1 ใน 4 คันเป็นรถไฟฟ้า หรือประมาณ 20 ล้านคันต่อปี หากประเมินคร่าว ๆ ที่แบตเตอรี่เฉลี่ย 100 kWh ต่อคัน ความต้องการแบตเตอรี่จะสูงถึงระดับราว 2 TWh ต่อปี ขนาดของความต้องการเช่นนี้ทำให้อุตสาหกรรมต้องมองหาเทคโนโลยีรุ่นถัดไป และ All-Solid-State Battery (ASSB) ก็เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ถูกจับตามองมากที่สุดที่จะถูกนำมาพัฒนาเพื่อใช้ในระดับอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ผู้บรรยายย้ำตั้งแต่ต้นว่า เราไม่ควรมองเพียงกระแส แต่ต้องถามว่าเทคโนโลยีนี้สามารถมาแก้คอขวดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในเรื่องของน้ำหนัก และความหนาแน่นของพลังงานต่อน้ำหนักได้จริงแค่ไหน
ในด้านศักยภาพ Prof. Meng มองว่า ASSB สามารถก้าวข้ามความหนาแน่นพลังงาน (energy density )ระดับ 500 Wh/kg ได้ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนในปัจจุบันที่อยู่ราว 260–280 Wh/kg และหากใช้ขั้วแคโทดซัลเฟอร์ (sulfur cathode) ความหนาแน่นพลังงานก็อาจเข้าใกล้ 700 Wh/kg ซึ่งหมายถึงรถยนต์ไฟฟ้าจะสามารถวิ่งได้ราว 1,000 กิโลเมตรต่อการชาร์จโดยไม่ต้องเพิ่มน้ำหนักแบตเตอรี่อย่างมหาศาล จุดที่น่าสนใจคือ ASSB ไม่ได้เพียงทำให้ลิเทียมไอออนแบบเดิมปลอดภัยขึ้น แต่ยังเปิดทางให้เคมีที่เคยใช้งานจริงได้ยากกลับมามีความเป็นไปได้ ตัวอย่างสำคัญคือแบตเตอรี่ลิเธียม–ซัลเฟอร์ ซึ่งในระบบอิเล็กโทรไลต์เหลวประสบปัญหาปรากฏการณ์ชัตเทิลของพอลิซัลไฟด์ (polysulfide shuttle effect) เป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเทียม–ซัลเฟอร์ แต่เมื่อเปลี่ยนเป็นระบบ ASSB ผลงานที่ทำร่วมกับ LG Energy Solution แสดงให้เห็นว่าปัญหาดังกล่าวลดลงอย่างมาก และมีค่าประสิทธิภาพการอัดและคายประจุ (Coulombic efficiency) สูงกว่า 99.99%
นอกจากนี้ Prof. Meng ยังนำเสนอแนวทางการจับคู่ขั้วแคโทดชนิดลิเทียมซัลไฟต์ (Li₂S cathode) เข้ากับขั้วแอโนดชนิดซิลิกอน (silicon anode) ซึ่งสามารถออกแบบให้การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของทั้งสองขั้วสมดุลกัน ลดความเค้นเชิงกลภายในเซลล์ สำหรับ silicon anode ที่เคยมีปัญหาการขยายและหดตัวในระบบลิเทียมไอออนแบบเหลว ก็มีโอกาสมากขึ้นในระบบ ASSB โดยกลุ่มวิจัยได้ทดลองใช้ขั้วแอโทนดชนิดซิลิกอน 100% (100% silicon anode) ร่วมกับการวิเคราะห์ด้วยแสงซินโครตรอน เพื่อติดตามการเกิดรอยร้าวขึ้นภายในขั้ว ณ ช่วงเวลานั้นๆ ตามหลักคิดที่ว่า “If you cannot measure it, you cannot fix it.” นอกจากนั้น อีกเทคโนโลยีที่อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมของวงการแบตเตอรี่คือ Anode-free solid-state battery ซึ่งแบตเตอรี่ชนิดนี้ไม่ต้องใส่แผ่นลิเทียมแอโนดเข้าไปตอนผลิต แต่ให้ลิเทียมไอออนเข้าไปสะสมตัวได้เองลงบนขั้วไฟฟ้า (Current collector) ระหว่างการชาร์จครั้งแรก แนวทางนี้สามารถช่วยลดทั้งวัสดุ ขั้นตอนการผลิต และต้นทุน พร้อมเพิ่มความหนาแน่นพลังงาน โดยมีรายงานค่าประสิทธิภาพการอัดและคายประจุ (Coulombic efficiency) เฉลี่ยราว 99.96% และคาดว่าอาจเข้าสู่ระดับอุตสาหกรรมได้ภายใน 5–10 ปี
อย่างไรก็ดี Prof. Meng ไม่ได้บอกว่า ASSB พร้อมแล้วที่จะเข้ามาเล่นในอุตสาหกรรม ตรงกันข้ามได้ชี้ให้เห็นถึงอุปสรรคสำคัญสามข้อ ได้แก่ 1. พื้นผิวสัมผัสระหว่างวัสดุ (Interface), 2. แรงกดภายในแบตเตอรี่ (pressure) และ 3. ความสามารถในการผลิต หรือความเหมาะสมต่อการผลิตในระดับอุตสาหกรรม (manufacturability) แบตเตอรี่ชนิด ASSB ไม่ใช่เพียงการเอาอิเล็กโทรไลต์เหลวออกแล้วใส่อิเล็กโทรไลต์ของแข็งแทน เพราะในระบบเหลว อิเล็กโทรไลต์สามารถแทรกเข้าไปในช่องว่างระหว่างอนุภาคได้ แต่ในระบบของแข็ง ช่องว่างเหล่านั้นทำให้การสัมผัสระหว่างของแข็งกับของแข็งแย่ลง ความต้านทานเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพลดลง การผลิตจึงต้องควบคุมแรงกด และการอัดแน่นของวัสดุอย่างแม่นยำ ซึ่งกระบวนการผลิตลิเทียมไอออนแบบเดิมไม่สามารถนำมาใช้ในการผลิต ASSB ได้ทั้งหมด ประเด็นแรงกดนี้เองเป็นโจทย์วิศวกรรมที่ใหญ่มาก งานวิจัยช่วงแรกการผลิตASSB ต้องใช้แรงกดสูงถึงราว 100 MPa ในการที่จะกดวัสดุทำปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งสัมผัสกันแนบสนิท ปัจจุบันสามารถพัฒนาจนลดลงเหลือต่ำกว่า 5 MPa แต่ผู้ผลิตรถยนต์ต้องการให้ต่ำกว่า 1 MPa เนื่องจากโครงสร้างที่ต้องสร้างแรงกดตลอดเวลาใน battery pack จะเพิ่มทั้งน้ำหนัก ต้นทุน และความซับซ้อนของแบตเตอรี่ ในขณะเดียวกัน การพัฒนาการทำขั้วอิเล็กโทรดด้วยกระบวนการแบบแห้ง (Dry electrode) ก็มีบทบาทมากขึ้น เพราะช่วยให้สามารถทำอิเล็กโทรดที่มีความหนา มีวัสดุทำปฏิกิริยา (Active material) สูง และเปิดทางสู่การออกแบบให้สามารถซ้อนกันเป็นชั้น (Stackable) หรือทำเป็น Bipolar plate ได้
การบรรยายยังขยายมุมมองไปไกลกว่าในภาคยานยนต์ไฟฟ้า Prof. Meng ชี้ว่าแรงขับรอบใหม่ของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่อาจมาจากความต้องการไฟฟ้ามหาศาลของ AI และ data center ซึ่งเชื่อมโยงไปสู่พลังงานหมุนเวียนและระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) ตลาดนี้ไม่ได้ต้องการความหนาแน่นพลังงานสูงสุดเหมือนรถยนต์ ทำให้ เทคโนโลยี Sodium-ion และ All-solid-state sodium battery มีศักยภาพสูง สามารถนำมาใช้แทนที่ได้ ทั้งในแง่การลดการพึ่งพาลิเทียม และการใช้ขั้วนำไฟฟ้าชนิดอลูมิเนียม แทนทองแดง ซึ่งสำคัญยิ่งขึ้นเมื่อความต้องการทองแดงจากกระแสการใช้พลังงานไฟฟ้าทดแทนพลังงานรูปแบบอื่น (Electrification) กำลังเพิ่มสูงขึ้น กลุ่มวิจัยของ Prof. Meng ยังพบว่าอิเล็กโทรไลต์แข็ง (Solid electrolyte) สำหรับโซเดียมบางชนิดมีค่าการนำไอออนสูงมาก และทำงานที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่าที่หลายคนคาดไว้ นอกจากนี้อิเล็กโทรไลต์แข็ง ยังช่วยลดการแพร่ข้ามของสารเคมีระหว่างขั้วไฟฟ้า ซึ่งเป็นพื้นฐานของวิสัยทัศน์ระยะยาวที่จะทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานหลายสิบปี ใกล้เคียงกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar PV)
ในช่วงถาม–ตอบ ประเด็นด้านการจัดการแบตเตอรี่ ASSB หลังการใช้งานได้รับความสนใจค่อนข้างสูงในที่ประชุม Prof. Meng ระบุว่าเป้าหมายคือทำให้ทั้งอิเล็กโทรไลต์แข็ง และขั้วแคโทดสามารถรีไซเคิลได้ เนื่องจาก อิเล็กโทรไลต์แข็งมีราคาสูง การรีไซเคิลจึงเป็นส่วนสำคัญของความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของ ASSB รวมถึงยังชี้ว่าระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ในอนาคตอาจต้องวัดแรงกดหรือสถานะเชิงกลของเซลล์เพิ่มเติม นอกเหนือจากการวัดแรงดัน กระแส อุณหภูมิ SOC และ SOH ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ซึ่งหมายความว่างานวินิจฉัย ซ่อมบำรุง การนำแบตเตอรี่กลับมาใช้งานในวัตถุประสงค์ใหม่ (Second-life) และ การรีไซเคิลวัสดุและนำมาผลิตใหม่ (Remanufacturing) ของแบตเตอรี่ในยุคถัดไป จะต้องอาศัยความเข้าใจทั้งด้านไฟฟ้า ความร้อน แรงกดเชิงกล และการเสื่อมของผิวสัมผัสของวัสดุในขั้วไฟฟ้าไปพร้อมกัน นับเป็นทักษะชุดใหม่ที่บุคลากรด้านแบตเตอรี่ของไทยควรเริ่มเตรียมความพร้อมตั้งแต่วันนี้
โดยสรุปแล้วการบรรยายของ Prof. Meng ทำให้เห็นว่าการผลิตแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แข็ง (Solid-state battery) ไม่ใช่แค่การแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยของแข็งในแบตเตอรี่เพียงเท่านั้น แต่เป็นเหมือนการออกแบบแบตเตอรี่ใหม่ทั้งระบบ ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ ASSB ให้ความหนาแน่นพลังงานที่มากกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมดั้งเดิม เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้ ตั้งแต่วัสดุอิเล็กโทรด, ขั้วนำไฟฟ้า, กระบวนการผลิต, การจัดการแรงกดเชิงกล, BMS ไปจนถึงการรีไซเคิลแบตเตอรี่ ทั้งนี้ ความสำเร็จที่จะนำ ASSB ไปสู่การใช้งานจริงในเชิงพาณิชย์ขึ้นอยู่กับการพัฒนาจุดด้อยหลักๆในสามข้อ ได้แก่ 1. พื้นผิวสัมผัสระหว่างวัสดุ (Interface), 2. แรงกดภายในแบตเตอรี่ (pressure) และ 3. ความสามารถในการผลิต หรือความเหมาะสมต่อการผลิตในระดับอุตสาหกรรม (manufacturability) หากพัฒนาจุดด้อยหลัก 3 ข้อนี้ได้ก็มีโอกาสเป็นอย่างมากที่ ASSB จะถูกนำไปใช้งานจริงได้ทั้งในภาคส่วนรถยนต์ และใช้เป็น BESS ที่จะทำให้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ก้าวไปสู่ยุคต่อไปได้อย่างเต็มตัว อีกทั้งการบรรยายนี้ยังเป็นแนวทาง และประโยชน์ต่อนักวิจัยแบตเตอรี่ในปัจจุบันเพื่อการพัฒนามุ่งเป้าได้อย่างถูกจุดมุ่งหมาย
ทางสมาคม TESTA หวังว่าบทความการบรรยายของ Prof. Meng จะสามารถสร้างไอเดียหรือหัวข้องานวิจัยในเทคโนโลยีใหม่ๆได้ สำหรับบทความ ABTC 2026 Insight Series ในตอนต่อไปจะเป็นเรื่องอะไรนั้น สามารถติดตามตอนต่อไปได้ที่ช่องทางของสมาคม TESTA
#TESTA #ABTC2026 #SolidStateBattery #ASSB #BatteryTechnology #EnergyStorage #BESS #SodiumIon #LithiumSulfur