ทำไมแบตเตอรี่โซลิดสเตตอาจลงสมาร์ตโฟนก่อนรถยนต์ไฟฟ้า

การประกาศเกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ทยอยออกมาอาจทำให้หลายคนเข้าใจว่า รถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่กำลังจะเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีนี้ในเร็ว ๆ นี้ แต่ท่าทีของ LG Energy Solution สะท้อนภาพที่ระมัดระวังกว่านั้น บริษัทมองว่าอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น สมาร์ตโฟนและโดรน อาจนำแบตเตอรี่โซลิดสเตตไปใช้เชิงพาณิชย์ได้ก่อนรถยนต์ไฟฟ้าตลาดทั่วไปประมาณ 10 ปี เพราะโจทย์ใหญ่ยังอยู่ที่การผลิตเซลล์ขนาดใหญ่ให้มีคุณภาพสม่ำเสมอในระดับอุตสาหกรรม 114

ไม่ได้หมายความว่าการพัฒนาเทคโนโลยีหยุดลง LG Energy Solution ยังคงระบุเป้าหมายเชิงพาณิชย์สำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าโซลิดสเตตแบบใช้กราไฟต์ในปี 2029 ขณะที่ผู้ผลิตรายอื่นประกาศเป้าหมายสายการผลิตนำร่องหรือรถสาธิตที่เร็วกว่านั้น 192526 แต่ต้องแยกให้ออกระหว่างสายการผลิตนำร่อง ต้นแบบจำนวนจำกัด และการผลิตจำนวนมากที่มีคุณภาพสม่ำเสมอ ต้นทุนแข่งขันได้ และตอบโจทย์ตลาดรถยนต์จริง

คอขวดอยู่ที่การผลิตในระดับอุตสาหกรรม

แบตเตอรี่โซลิดสเตตเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปเป็นวัสดุของแข็ง เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพช่วยเพิ่มความหนาแน่นพลังงานและความปลอดภัย แต่ผลการทดสอบในห้องทดลองเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโจทย์ทั้งหมด

Robert Lee ประธาน LG Energy Solution North America ระบุว่า การผลิตในปริมาณมากคืออุปสรรคสำคัญ เซลล์ขนาดเล็กผลิตได้ง่ายกว่าและใช้วัสดุต่อหน่วยน้อยกว่า ขณะที่แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าต้องใช้เซลล์ขนาดใหญ่ ผลิตด้วยปริมาณมหาศาล และควบคุมคุณภาพให้สม่ำเสมอตลอดกระบวนการ 114

ดังนั้น การที่เซลล์โซลิดสเตตทำงานได้ดีในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ไม่ได้แปลว่าจะพร้อมนำไปประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์หลายล้านคันโดยอัตโนมัติ การใช้งานในรถยนต์ยังต้องพิสูจน์ทั้งคุณภาพที่ทำซ้ำได้ อายุการใช้งาน ความปลอดภัย ต้นทุน และอัตราผลิตสำเร็จ ไม่ใช่เพียงตัวเลขความหนาแน่นพลังงานที่น่าสนใจ

โรงงานแลนซิงสะท้อนกลยุทธ์ระยะใกล้ของ LG Energy Solution

โรงงานแห่งใหม่ในเมืองแลนซิง รัฐมิชิแกน เป็นภาพสะท้อนว่าบริษัทมองความต้องการในระยะใกล้อย่างไร โรงงานครอบคลุมพื้นที่ 226 เอเคอร์ ใช้เงินลงทุนมากกว่า 2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ และตั้งเป้ากำลังการผลิตเซลล์แบตเตอรี่มากกว่า 35 GWh ต่อปีเมื่อเดินเครื่องเต็มกำลัง 37

โรงงานแห่งนี้ผลิตเซลล์ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต หรือ LFP สำหรับระบบกักเก็บพลังงาน ควบคู่กับเซลล์นิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์ หรือ NMC สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า โดยเซลล์ NMC จะรองรับ Toyota Highlander EV รุ่นปี 2027 47

นี่จึงเป็นการขยายกำลังการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบเดิมที่พร้อมใช้งานในตลาด มากกว่าจะเป็นการเปลี่ยนโรงงานไปผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตในทันที กลยุทธ์ดังกล่าวสะท้อนมูลค่าทางธุรกิจของเทคโนโลยีที่ผลิตได้แล้ว ขณะที่แบตเตอรี่ยุคใหม่ยังต้องผ่านขั้นตอนวิจัย สายการผลิตนำร่อง และการทดสอบยืนยันอีกหลายระยะ

เส้นทางแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้จริงไม่ได้มีแค่โซลิดสเตต

LG Energy Solution และพันธมิตรยังเดินหน้าพัฒนาการปรับปรุงแบตเตอรี่แบบค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งอาจเข้าสู่รถยนต์ได้เร็วกว่ามาก General Motors และ LG Energy Solution วางแผนเริ่มผลิตเซลล์แบบแท่งปริซึมลิเธียม-แมงกานีสสูง หรือ LMR ในสหรัฐฯ ตั้งแต่ปี 2028 โดยคาดว่าจะเริ่มผลิตก่อนเชิงพาณิชย์เร็วกว่านั้น เซลล์ดังกล่าวมีเป้าหมายสำหรับรถกระบะไฟฟ้าและรถ SUV ขนาดใหญ่ในอนาคต และบางการใช้งานตั้งเป้าระยะทางมากกว่า 400 ไมล์ หรือราว 640 กิโลเมตรต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง 373940

เอกสารวิจัยและพัฒนาของ LG Energy Solution ยังระบุว่า บริษัทวางแผนทำตลาดแบตเตอรี่โซเดียมไอออนในปี 2027 โซเดียมมีอยู่มากกว่าลิเธียม จึงอาจช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบ ขณะเดียวกันยังมีจุดเด่นด้านการจ่ายพลังงานในอัตราสูงและการทำงานในอุณหภูมิต่ำ การใช้งานที่เป็นไปได้รวมถึงระบบกักเก็บพลังงานและรถยนต์ไฟฟ้าราคาจับต้องได้มากขึ้น 23

ภาพรวมจึงเป็นเส้นทางที่หลากหลาย ทั้ง LFP ที่มีต้นทุนต่ำกว่า NMC ที่ให้ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้น เคมีแบตเตอรี่ที่ใช้แมงกานีสมากขึ้น และรูปแบบเซลล์ใหม่ ๆ เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถยกระดับรถยนต์ไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องรอการเปลี่ยนผ่านสู่โซลิดสเตตทั้งหมด

อ่านไทม์ไลน์ของคู่แข่งอย่างไร

บริษัทแบตเตอรี่และผู้ผลิตรถยนต์จีนหลายรายประกาศเป้าหมายผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตในระดับทดลอง ทดสอบบนถนน หรือทำรถสาธิตในปี 2027 โดยมีชื่อ CATL และ BYD รวมอยู่ด้วย ขณะที่ Geely, Farasis Energy, CALB และ Gotion High-Tech ก็มีรายงานเชื่อมโยงกับเป้าหมายด้านสายการผลิตนำร่องหรือการทดสอบเช่นกัน 4142

ด้าน ProLogium เริ่มก่อสร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตขนาดใหญ่ในเมืองดันเคิร์ก ประเทศฝรั่งเศส แผนงานของบริษัทแบ่งเป็นการเริ่มผลิตระยะแรก ก่อนเพิ่มกำลังการผลิตในวงกว้าง ทำให้โรงงานแห่งนี้เป็นบททดสอบสำคัญว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะผลิตได้อย่างสม่ำเสมอเมื่อขยายปริมาณขึ้นมากหรือไม่ 43

อย่างไรก็ตาม การประกาศเหล่านี้เป็นหลักฐานว่าการพัฒนายังดำเนินไปอย่างคึกคัก แต่ยังไม่ใช่ข้อพิสูจน์ว่าพร้อมสำหรับตลาดแมส สายการผลิตนำร่องในปี 2027 อาจผลิตเซลล์เพื่อการทดสอบและยืนยันเทคโนโลยีได้ โดยยังไม่สามารถยืนยันว่าเคมีเดียวกันจะผ่านข้อกำหนดของรถยนต์ มีอัตราผลิตสำเร็จสูง ต้นทุนต่ำ และผลิตได้ในปริมาณมาก

รถต้นแบบแสดงศักยภาพ แต่ยังไม่ใช่รถที่วางขายทั่วไป

ผู้ผลิตรถยนต์เริ่มนำเซลล์โซลิดสเตตและกึ่งโซลิดสเตตไปทดสอบในโครงการต้นแบบแล้ว เซลล์จาก Factorial ถูกนำไปใช้ในรถต้นแบบ Mercedes-Benz EQS และผู้ผลิตรายอื่นก็กำลังประเมินเทคโนโลยีใกล้เคียงกันในรถสาธิต 2153

การทดสอบบนรถจริงมีความสำคัญ เพราะช่วยให้เห็นพฤติกรรมของเซลล์ในสภาพการใช้งานจริง แต่ยังแตกต่างจากการจัดหาแบตเตอรี่ให้รถยนต์รุ่นผลิตจำนวนมาก การเปลี่ยนผ่านดังกล่าวต้องอาศัยการทดสอบระยะยาว คุณภาพการผลิตที่คงที่ ห่วงโซ่อุปทานที่รองรับ และต้นทุนทางธุรกิจที่เหมาะสมทั้งสำหรับผู้ผลิตรถยนต์และผู้ซื้อ

ตลาดรถยนต์ไฟฟ้าในช่วงใกล้จะเป็นอย่างไร

ข้อสรุปที่ระมัดระวังที่สุดจากจุดยืนของ LG Energy Solution ไม่ใช่แบตเตอรี่โซลิดสเตตจะยังห่างไกลจากทุกการใช้งาน แต่คือการใช้งานเชิงพาณิชย์ระยะแรกอาจเกิดในอุปกรณ์เฉพาะทางหรืออุปกรณ์ขนาดเล็ก ขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าตลาดแมสต้องใช้เวลานานกว่า เพราะเซลล์มีขนาดใหญ่กว่า ปริมาณการผลิตสูงกว่า และต้นทุนจากความผิดพลาดสูงกว่ามาก 113

บางบริษัทอาจเริ่มทำตลาดในวงจำกัดหรือมีรถสาธิตก่อนสิ้นทศวรรษนี้ เป้าหมายปี 2029 ของ LG Energy Solution เองก็แสดงให้เห็นว่าบริษัทยังเดินหน้าพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า 1925 แต่สำหรับผู้ซื้อรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในช่วงปลายทศวรรษ 2020 ความเปลี่ยนแปลงที่มีโอกาสเกิดขึ้นมากกว่าน่าจะมาจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่พัฒนาขึ้น โดยเฉพาะ LFP, NMC และเคมีที่มีแมงกานีสสูง ไม่ใช่การเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งอุตสาหกรรมแบบฉับพลัน

เวลามีข่าวเปิดตัวแบตเตอรี่รุ่นใหม่ สิ่งที่ควรดูจึงไม่ใช่แค่ปีที่ประกาศว่าจะเริ่มผลิต แต่ควรพิจารณาหลักฐานเรื่องอัตราผลิตสำเร็จของเซลล์ขนาดใหญ่ อายุการใช้งาน ความปลอดภัย ต้นทุน และคำสั่งซื้อรถยนต์ที่ยืนยันการผลิตจำนวนมาก หากยังไม่มีองค์ประกอบเหล่านี้พร้อมกัน คำว่า “ผลิตนำร่อง” ควรถูกมองว่าเป็นหมุดหมายทางวิศวกรรม ไม่ใช่หลักฐานว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าพร้อมเข้าสู่ตลาดกระแสหลักแล้ว