กลับมาพบกันอีกครั้งกับ ABTC Insight Series ในตอนที่ 2 ที่ทางสมาคม TESTA นำองค์ความรู้จากงาน 4th ASEAN Battery Technology Conference หรือ ABTC 2026 ซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 19–21 สิงหาคม 2569 ที่เมืองเซปัง ประเทศมาเลเซีย มาแชร์ให้ทุกท่านได้ติดตามกันต่อ หลังจากตอนที่แล้วเราได้ฟัง Prof. Ying Shirley Meng พูดถึงอนาคตของแบตเตอรี่โซลิดสเตตกันไปแล้ว ในตอนนี้เราจะพาไปฟังการบรรยายต่อเนื่องของ Prof. Zhang Yuegang จาก Tsinghua University โดยไฮไลต์ของการบรรยายนี้อยู่ในเนื้อหาที่จะพาเราเดินทางตั้งแต่ระดับวัสดุในเซลล์แบตเตอรี่ ไปจนถึงการบริหารจัดการระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ โดยในการบรรยายช่วงแรกจะเป็นเรื่องของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเทียม–ซัลเฟอร์ (Li–S) และแบตเตอรี่ลิเทียม–ซัลเฟอร์แบบโซลิดสเตต จากนั้นในช่วงหลังจะเป็นการบรรยายการใช้ข้อมูลมาช่วยบริหารระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) ให้คุ้มค่าและใช้งานได้นานขึ้น
.
📌 Prof. Zhang เริ่มต้นเปิดประเด็นด้วยเรื่องแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้ในปัจจุบันกำลังเข้าใกล้เพดานของความหนาแน่นพลังงานสูงสุดแล้ว ถ้าอยากพัฒนาเพื่อไปต่อที่ความหนาแน่นสูงขึ้นก็ต้องเริ่มมองหาวัสดุชนิดใหม่ และหนึ่งในตัวเลือกที่น่าจับตาที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีใหม่ที่ถูกค้นพบคือแบตเตอรี่ลิเทียม–ซัลเฟอร์ ที่ใช้ซัลเฟอร์เป็นขั้วแคโทด และมุ่งไปสู่การใช้ลิเทียมโลหะเป็นขั้วแอโนด ซึ่งในปัจจุบันมีแผนพัฒนาไปถึงระดับความหนาแน่นพลังงานอยุ่ที่ 500 Wh/kg และยังมีเป้าหมายในระยะยาวที่สูงกว่านั้นชึ้นไปอีก อย่างไรก็ตาม Prof. Zhang ย้ำว่าในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ยังมีโจทย์ด้านวัสดุ และรอยต่อระหว่างชั้นวัสดุ (interface) อีกมากที่ต้องได้รับการพัฒนา โดยปัญหาใหญ่ที่สุดของซัลเฟอร์คือนำไฟฟ้าได้ไม่ดีทั้งทางอิเล็กตรอน และไอออน อีกทั้งในระหว่างใช้งานยังเกิดสารพอลิซัลไฟด์ที่สามารถละลายในอิเล็กโทรไลต์เหลว และวิ่งไปมาระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว หรือที่เรียกว่าปรากฏการณ์ชัตเทิลของพอลิซัลไฟด์ (Polysulfide shuttle effect) ทำให้เกิดการสูญเสียสารที่ใช้ทำปฏิกิริยา แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพการอัดและคายประจุ (Coulombic efficiency) ลดลง และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง
.
📌 ในการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้ทางออกหนึ่งที่นักวิจัยหลายท่านนึกถึงคือ เปลี่ยนไปใช้อิเล็กโทรไลต์ชนิดแข็ง (Solid electrolyte) เพราะพอลิซัลไฟด์จะเคลื่อนที่ผ่านของแข็งได้ยากกว่าของเหลวมาก อย่างไรก็ตามปัญหาหลักของการใช้อิเล็กโทรไลต์ของแข็งคือระบบนี้ไม่สามารถระงับการเกิดเดนไดรต์ของลิเทียม (Lithium dendrite) หรือผลึกลิเทียมที่งอกเป็นกิ่งก้านได้โดยอัตโนมัติ โดยในระบบอิเล็กโทรไลต์เหลวมีการแก้ปัญหาโดยการเติมสารเติมแต่งมายับยั้งการเกิดเดนไดรต์ แต่ในระบบของแข็ง ลิเทียมยังสามารถแทรกตัวผ่านรอยร้าว จุดบกพร่อง และขอบของวัสดุได้อยู่ทำให้ยังสามารถเกิดเดนไดรต์ได้ ที่น่าสนใจคือแรงกดที่ใช้กับเซลล์ชนิดแข็ง (Stack pressure) ก็เป็นดาบสองคม ด้านหนึ่งช่วยให้ชั้นวัสดุแนบกันดีขึ้น แต่ถ้ากดไม่พอดีก็อาจเร่งให้ลิเทียมแทรกตัวจนเกิดการลัดวงจรภายในเร็วขึ้นได้ ซึ่งสอดคล้องกับที่ Prof. Meng ชี้ไว้ในตอนที่แล้วว่า แรงกดเป็นโจทย์ใหญ่ของแบตเตอรี่โซลิดสเตต พูดง่าย ๆ คือ อิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่ดีไม่ได้ต้องการแค่การนำไอออนได้ดี แต่ต้องความแข็งแรงเชิงกล เสถียรทางเคมีไฟฟ้า และเข้ากันได้ดีกับวัสดุข้างเคียงไปพร้อมกัน
.
📌 พออิเล็กโทรไลต์เหลวออกไปแล้ว ขั้วซัลเฟอร์ก็เจอโจทย์ใหม่ทันที คือจะทำอย่างไรให้ลิเทียมไอออนยังสามารภเดินทางภายในขั้วไฟฟ้าได้สะดวก Prof. Zhang จึงเสนอแนวคิดการสร้างเฟสที่นำไอออนได้ขึ้นภายในขั้วแคโทดเองแบบ in-situ แทนที่จะพึ่งพาอิเล็กโทรไลต์เหลว พร้อมพูดถึงการผลิตขั้วไฟฟ้าด้วยกระบวนการแบบแห้ง (Dry process) และการทดสอบในรูปแบบเซลล์ซอง (Pouch cell) ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม ข้อคิดสำคัญของประเด็นนี้คือ แบตเตอรี่โซลิดสเตตไม่ได้แก้ปัญหาได้โดยการเลือกเติมสารเติมแต่งลงในอิเล็กโทรไลต์เพียงอย่างเดียว แต่ต้องมีการออกแบบใหม่ทั้งระบบ เช่น ใช้อิเล็กโทรไลต์แบบผสมหรือแบบหลายชั้น ให้แต่ละชั้นช่วยกันทำหน้าที่ ทั้งนำไอออน กันเดนไดรต์ รับแรงเชิงกล และรักษาความเสถียรของรอยต่อ โดย Prof. Zhang ประเมินว่าเทคโนโลยีนี้น่าจะต้องใช้เวลาพัฒนาอีกราว 5–10 ปี
.
📌 ช่วงที่สองของการบรรยาย Prof. Zhang ขยับจากระดับวัสดุขึ้นมาสู่ระดับระบบ โดยชี้ว่าทุกวันนี้ราคาแบตเตอรี่ถูกลงมาก ระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) จึงเริ่มคุ้มค่าในหลายการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นการรองรับพลังงานหมุนเวียน การเก็บพลังงานจากโซลาร์เซลล์ การตอบสนองด้านโหลด (Demand response) การซื้อขายพลังงานตามส่วนต่างราคา หรือการบริหารค่าไฟ แต่สิ่งที่ยังเป็นข้อจำกัดคือการเสื่อมของแบตเตอรี่ ความปลอดภัย ค่าใช้จ่ายในการดูแลบำรุงรักษา และความคุ้มค่าทางธุรกิจ หัวใจของระบบจึงไม่ได้อยู่แค่ตัวแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ (PCS) หม้อแปลง หรือ BMS แต่อยู่ที่ EMS หรือระบบบริหารจัดการพลังงาน ถ้าเปรียบให้เห็นภาพ BMS คือคนที่คอยบอกว่าแบตเตอรี่ “สุขภาพเป็นอย่างไร” ผ่านค่าประจุคงเหลือ (SOC) สุขภาพแบตเตอรี่ (SOH) แรงดัน อุณหภูมิ และสัญญาณเตือนต่าง ๆ ส่วน EMS คือคนตัดสินใจว่าควรชาร์จหรือจ่ายไฟตอนไหน ใช้กำลังเท่าไร และเดินระบบอย่างไรให้คุ้มค่าที่สุดโดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว
.
📌 ประเด็นที่ Prof. Zhang เสนอในการพัฒนาคือ การยกระดับ EMS จากแบบเดิมที่ทำงานตามกฎตายตัว (Rule-based) ให้ฉลาดขึ้นด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล เริ่มจากการเก็บและจัดข้อมูลให้เป็นมาตรฐาน วิเคราะห์รูปแบบการใช้งาน ประสิทธิภาพ และการเสื่อมสภาพ แล้วตรวจจับความผิดปกติให้ได้ก่อนที่จะกลายเป็นความเสียหาย ต่างจากเดิมที่ระบบจะแจ้งเตือนแล้วรอให้เจ้าหน้าที่เข้าไปแก้ เปลี่ยนมาเป็นการใช้ข้อมูลจับสัญญาณผิดปกติตั้งแต่เนิ่น ๆ โดยการคาดการณ์ล่วงหน้า เมื่อสะสมข้อมูลได้มากพอ ระบบก็จะพัฒนาจากการวินิจฉัย ไปสู่การพยากรณ์ และการเดินระบบแบบเหมาะสมที่สุดได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือระบบพร้อมใช้งานมากขึ้น ลดงานซ่อมบำรุง ลดการเสื่อม และใช้ทุกรอบการชาร์จของแบตเตอรี่ให้เกิดมูลค่าสูงสุด
.
📌 แนวคิดทั้งในด้านการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมโดยใช้วัสดุใหม่ รวมไปถึงพัฒนาระบบการจัดการนี้มีความหมายมากสำหรับประเทศไทย โดยเฉพาะเรื่องการนำแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่หมดอายุการใช้งานในรถยนต์ มาใช้ต่อเป็นระบบกักเก็บพลังงาน หรือ Second-life ESS เพราะแบตเตอรี่มือสองเหล่านี้มีความแตกต่างกันทั้งด้านสุขภาพ ความต้านทานภายใน และความจุมากกว่าแบตเตอรี่ใหม่ ระบบ EMS และ BMS ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลจึงยิ่งสำคัญ ทั้งในการยืดอายุการใช้งานและบริหารความเสี่ยงของระบบ
.
💡 โดยสรุปภาพรวมจากการบรรยายของ Prof. Zhang คือ ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่ไม่ได้มาจากการค้นพบเคมีใหม่เพียงอย่างเดียว แต่มาจากการจัดการทั้งวัสดุ รอยต่อระหว่างวัสดุ และข้อมูลตลอดอายุการใช้งาน ตั้งแต่ระดับอนุภาคเล็ก ๆ ในขั้วไฟฟ้า ไปจนถึงการตัดสินใจเดินระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ในแต่ละวัน ซึ่งหวังว่าข้อมูลเหล่านี้จะเป็นประโยชน์กับนักพัฒนา รวมไปถึงนักลงทุนที่มองหาเทคโนโลยีใหม่ๆ สำหรับ ABTC Insight Series ในตอนที่ 3 จะพาไปพบกับการบรรยายในหัวข้ออะไร โปรดติดตามได้ในตอนต่อไปค่ะ
#TESTA #abtc2026 #lithiumsulfur #solidstatebattery #BESS #EMS #EnergyStorage #SecondLifeBattery #BatteryTechnology