เวลาในการชาร์จของรถยนต์ไฟฟ้านั้นนานเกินไป ซึ่งเป็นปัญหาที่รบกวนผู้ใช้มาโดยตลอด ล่าสุดหลายบริษัทได้ประกาศข่าวดีเกี่ยวกับเทคโนโลยีชาร์จเร็ว เมื่อวันที่ 19 เมษายน บริษัทสตาร์ทอัพของอังกฤษประกาศว่าได้พัฒนาเทคโนโลยี MagLiB ซึ่งสามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ในระยะ 150-200 ไมล์ในเวลาน้อยกว่า 10 นาที ในขณะเดียวกัน ที่งานนิทรรศการอุตสาหกรรมยานยนต์นานาชาติเซี่ยงไฮ้ครั้งที่ 20 ซึ่งกำลังจัดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้
CATL และ Sunwoda ก็เปิดตัวผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นและการชาร์จที่ช้าเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดความนิยมของรถยนต์ไฟฟ้า เป็นไปได้ว่า ด้วยการผลิตจำนวนมากและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการชาร์จแบบเร็ว บทความนี้จะแนะนำรายละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีการชาร์จแบบเร็วที่บริษัทแบตเตอรี่เผยแพร่ในหลายประเทศ
เทคโนโลยี MagLiB พัฒนาโดย Gaussion บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติอังกฤษ ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อเร่งกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ หลักการคือการใช้สนามแม่เหล็กที่ออกแบบมาเป็นพิเศษกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระหว่างการชาร์จ ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จสั้นลงอย่างมาก
สนามแม่เหล็กนี้ถูกสร้างขึ้นผ่านแผ่นที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน คล้ายกับที่ชาร์จโทรศัพท์ไร้สาย แผ่นรองสามารถติดตั้งบนพื้นและเข้ากันได้กับรถยนต์ไฟฟ้าหรือระบบการชาร์จที่มีอยู่ Thomas Heenan ผู้ก่อตั้งและ CEO ของ Gaussion กล่าวว่า การใช้เทคโนโลยี MagLiB ทำให้สามารถชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทาง 150-200 ไมล์ได้ในเวลาน้อยกว่า 10 นาที ยิ่งไปกว่านั้นเทคโนโลยีนี้จะไม่ทำลายประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ตรงกันข้าม
หลังจากการทดสอบพวกเขาพบว่าการใช้ MagLiB ในการชาร์จอย่างรวดเร็วสามารถยืดอายุของแบตเตอรี่ได้จริง ปัจจุบัน เทคโนโลยีดังกล่าวอยู่ในขั้นตอนขั้นสูงของการทดสอบ โดยคาดว่าหน่วยสาธิตชุดแรกจะใช้งานได้ในปี 2025
เมื่อวันที่ 18 เมษายน ที่งานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมยานยนต์นานาชาติเซี่ยงไฮ้ครั้งที่ 20 Sunwoda Power นำเสนอผลงานวิจัยและพัฒนาล่าสุด “Flash Charge Battery” และจัดการประชุมผลิตภัณฑ์ใหม่ “Flash Charge Battery” การผลิตจำนวนมากและการชาร์จพลังงานแบบเร็วพิเศษครั้งแรกของโลก การประชุมการผลิตแบตเตอรี่จำนวนมาก
มีรายงานว่าแบตเตอรี่พลังงานชนิดนี้มีลักษณะการชาร์จเร็วเป็นพิเศษ มีความปลอดภัยสูง และทนทานมาก รองรับรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทาง 1,000 กิโลเมตรง่าย สามารถชาร์จจาก 20% ถึง 80% SOC ใน 10 นาทีทำให้การชาร์จเร็วพอๆกับการเติมน้ำมัน
เมื่อวันที่ 19 เมษายน CATL ผู้นำด้านแบตเตอรี่พลังงานก็เปิดตัวแบตเตอรี่สสารควบแน่นที่รอคอยมานานอย่างเป็นทางการเช่นกัน ผลิตภัณฑ์นี้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 500 Wh/กก. สสารควบแน่นคือแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดหนึ่งซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทอื่น ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้วัสดุแคโทด ternary มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 350 Wh/kg เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ที่มีสสารควบแน่นเพิ่มขึ้นมากกว่า 40%
Wu Kai หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ CATL กล่าวว่า แม้ว่าแบตเตอรี่จะมีพลังงานจำเพาะสูง แต่แบตเตอรี่ที่มีสสารควบแน่นก็มีความปลอดภัยสูงและสามารถผลิตจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว พลังงานเฉพาะหมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถส่งออกต่อหน่วยมวลหรือหน่วยปริมาตร เขากล่าวว่าพลังงานจำเพาะสูงและความปลอดภัยสูงของแบตเตอรี่มักเข้ากันไม่ได้ ซึ่งเป็นประเด็นหลักที่จำกัดเทคโนโลยีแบตเตอรี่ไม่ให้ทะลุเพดาน
นอกจากความหนาแน่นของพลังงานสูงและความปลอดภัยที่ดีแล้ว ข้อดีอีกประการของแบตเตอรี่แบบควบแน่นคือความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว โดยสามารถชาร์จไฟฟ้าได้ 80% ใน 5 นาที ซึ่งเทียบเท่ากับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า 3 ชั่วโมงใน 5 นาที
ในปัจจุบัน รถยนต์พลังงานใหม่กลายเป็นช่องทางใหม่ในตลาดรถยนต์ จากข้อมูล ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกจะสูงถึง 12 ล้านคันในปี 2022 คิดเป็นประมาณ 12% ของตลาดรถยนต์ทั้งหมด ในฐานะตลาดรถยนต์พลังงานใหม่ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะสูงถึง 5 ล้านคันในปี 2022 คิดเป็นประมาณ 17% ของตลาดรถยนต์ทั้งหมด
หลังจากเข้าสู่ปี 2023 ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้นโดยมียอดขายสูงถึง 933,000 คันตั้งแต่เดือนมกราคมถึงกุมภาพันธ์ 2023 เพิ่มขึ้น 20.8% เมื่อเทียบเป็นรายปี ผู้บริโภคจำนวนมากขึ้นเริ่มยอมรับรถยนต์พลังงานใหม่
อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของแบตเตอรี่และการชาร์จไฟได้กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ขัดขวางความนิยมอย่างรวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่ ๆ แม้ว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ในปัจจุบันจะเกินกว่า 400 กิโลเมตร ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการในการเดินทางในแต่ละวัน ขับทางไกลและเวลาในการชาร์จช้ามาก เวลาในการชาร์จประมาณ 8 ชั่วโมง และการชาร์จแบบเร็วก็ใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมงเช่นกัน
หากอายุแบตเตอรี่และความเร็วในการชาร์จของรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์สามารถอัพเกรดเพิ่มเติมได้ การพัฒนาก็จะรวดเร็วยิ่งขึ้นเช่นกัน ในปัจจุบัน เทคโนโลยีแบตเตอรี่กระแสหลักในตลาดคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่กำลังเผชิญกับปัญหาคอขวดทางเทคนิค เพื่อแก้ปัญหาการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ยากลำบาก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทต่างๆ จากหลายประเทศได้หันมาให้ความสนใจกับแบตเตอรี่โซลิดสเตต
เนื่องจากแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีข้อได้เปรียบมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน อายุแบตเตอรี่ อายุการชาร์จตามรอบ ความเสถียรของแบตเตอรี่ ความปลอดภัย และการปกป้องสิ่งแวดล้อม จึงถูกพิจารณาว่าเป็น “หนึ่งในแบตเตอรี่พลังงานที่มีแนวโน้มจะชนะที่ ปัจจุบัน” แบตเตอรี่โซลิดสเตตสามารถแก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นและการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ช้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ
ตามข่าวรายการว่า บริษัทอเมริกัน QuantumScape เปิดเผยก่อนหน้านี้เมื่อประกาศความคืบหน้าล่าสุดของแบตเตอรี่แบบ all-solid-state ว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานที่สุดสามารถไปถึง 2,000 กิโลเมตร และใช้เวลาเพียง 15 นาทีในการชาร์จอย่างรวดเร็วถึง 80% ของแบตเตอรี่ Nissan ได้ประกาศก่อนหน้านี้ว่าประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่แบบ all-solid-state ซึ่งจะผลิตจำนวนมากในปี 2568 แบตเตอรี่แบบ solid-state สามารถชาร์จเป็นเวลา 3 นาทีและมีระยะทางไกลถึง 1,000 กิโลเมตร
อย่างไรก็ตาม ในขั้นตอนปัจจุบัน แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั่วโลกยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ทดลอง แต่ก็มีปัญหามากมายในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต เนื่องจากอิมพีแดนซ์อินเทอร์เฟซขนาดใหญ่และการนำไฟฟ้าต่ำของอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตทำให้การถ่ายโอนพลังงานของแบตเตอรี่ไม่เสถียรเพียงพอและการผลิตค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่สูงถึง 3-4 ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เท่า
จะเห็นได้ว่าในขณะที่ส่งเสริมการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตต หลายบริษัทก็พยายามหาวิธีอื่นเพื่อเพิ่มความเร็วในการชาร์จแบตเตอรี่
ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่กึ่งแข็งจะยากกว่าในทางเทคนิค แบตเตอรี่ของ Condensed Matter ที่ Ningde Times ปล่อยออกมาในครั้งนี้มีอิเล็กโทรไลต์อยู่ในสถานะคอลลอยด์กึ่งของแข็ง อีกตัวอย่างหนึ่งคือเทคโนโลยี MagLiB ที่พัฒนาโดย Gaussion ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กเพื่อเร่งการชาร์จแบตเตอรี่
โดยรวมแล้ว ปัญหาต่างๆ เช่น อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นและการชาร์จที่ช้าเป็นอุปสรรคต่อความนิยมของรถยนต์พลังงานใหม่ หลาย ๆ บริษัทกำลังสำรวจเทคโนโลยีการชาร์จอย่างรวดเร็ว เช่น แบตเตอรี่กึ่งแข็งและใช้วิธีการใหม่ๆ เช่น สนามแม่เหล็ก เทคโนโลยีการชาร์จเร็วของรถยนต์ไฟฟ้ากำลังเร่งให้เกิดการพัฒนาใหม่ๆ เป็นไปได้ว่า ด้วยการผลิตจำนวนมากและความนิยมของผลิตภัณฑ์ที่ชาร์จเร็วมากขึ้นในอนาคต
