บทความ

นวัตกรรมทางการตลาด: แบตเตอรี่โซลิดสเตต

ความเฟื่องฟูของรถยนต์ไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่ (BEV) เป็นผลจากอุดมคติที่สนับสนุนโดยรัฐบาล กฎระเบียบ และจริยธรรมทางธุรกิจ ถึงตอนนี้ยังไม่มีใคร BEV สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคในลักษณะเดียวกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) และตามแผนงานที่ประกาศโดยผู้ผลิตรถยนต์ ยังไม่มีวี่แววว่าจะเกิดขึ้นภายในปี 2030

คุณสมบัติ

ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะพัฒนา BEV ซึ่งเช่นเดียวกับยานพาหนะ ICE ในปัจจุบัน สามารถเติมเชื้อเพลิงได้ภายในสามนาที มีระยะทาง 1.000 กม. เมื่อน้ำมันเต็มถัง ได้รับประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานที่เพียงพอ และสามารถใช้งานได้อย่างสบายๆ เป็นเวลาอย่างน้อย 10 ปี อย่างไรก็ตาม การเกิดขึ้นของแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดอาจรบกวนสถานการณ์ปัจจุบันและเร่งการยอมรับของตลาดอย่างมาก BEV.

เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดจิ๋วอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในยานยนต์ สิ่งเหล่านี้ต้องการความปลอดภัยและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สูงกว่ามาก

ในขณะเดียวกัน มีการแลกเปลี่ยนระหว่างการปรับปรุงในระยะ ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็นหลัก และความปลอดภัย/ความทนทาน การแลกเปลี่ยนนี้เป็นเหตุผลหลักว่าทำไมประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันจึงถูกมองว่าเป็นอุปสรรคที่ไม่อาจข้ามพ้นได้ต่อการครอบครองตลาดที่เพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีศักยภาพในการแก้ปัญหาเหล่านี้ แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีประวัติอันยาวนาน อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งได้รับการพัฒนาขึ้นในทศวรรษที่ 70 แต่การนำไฟฟ้าที่มีอิออนไม่เพียงพอจะจำกัดการใช้งาน อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งซึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกใกล้เคียงกันหรือเหนือกว่าอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวเพิ่งได้รับการค้นพบ ซึ่งช่วยเร่งความพยายามในการวิจัยและพัฒนา

รูปภาพในบทความนี้สร้างขึ้นด้วย midJourney

ผู้ผลิตรถยนต์

ที่งานโตเกียวมอเตอร์โชว์ 2017 โตโยต้าได้ประกาศเป้าหมายในเชิงพาณิชย์ของ BEV สถานะของแข็งทั้งหมดในช่วงครึ่งแรกของปี ค.ศ. 20 แม้ว่ารุ่นแรกของ BEV ซึ่งจะใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมด ซึ่งคาดว่าโตโยต้าจะเปิดตัวจะมีปริมาณการผลิตที่จำกัด การประกาศของบริษัทจะกระตุ้นความพยายามมากขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัยจากหลายบริษัท นักวิจัย และหน่วยงานของรัฐในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมด .

Volkswagen, Hyundai Motor และ Nissan Motor ต่างก็ประกาศการลงทุนในบริษัทสตาร์ทอัพ ดังนั้นเราจึงเชื่อว่าหัวข้อนี้น่าจะได้รับประโยชน์จากความสนใจที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ศักยภาพของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันประกอบด้วยแคโทด สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ตัวคั่นและแอโนด ความแตกต่างในแบตเตอรี่โซลิดสเตตคืออิเล็กโทรไลต์เป็นของแข็ง ในความเป็นจริง ส่วนประกอบและวัสดุทั้งหมดเป็นของแข็ง ดังนั้นคำศัพท์ "สถานะของแข็ง"

คุณสมบัติของแบตเตอรี่โซลิดสเตตขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ แต่การวิจัยจนถึงปัจจุบันเผยให้เห็นถึงศักยภาพที่ชัดเจนในด้านความปลอดภัย ความต้านทานต่อการรั่วไหล ความต้านทานต่อการเผาไหม้ (โครงสร้างการทำความเย็นแบบง่าย) การย่อส่วน ความยืดหยุ่นในการออกแบบในแง่ของการก่อตัว การสัมผัสโดยตรงของ ชั้นเซลล์, วงจรชีวิตการคายประจุที่ค่อนข้างยาว, ไม่มีการเสื่อมสภาพเนื่องจากคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูง/ต่ำที่ดี, เวลาในการชาร์จสั้น, ความหนาแน่นของพลังงานสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูง

ในอดีต ความหนาแน่นของพลังงานต่ำถูกมองว่าเป็นจุดอ่อนของแบตเตอรี่โซลิดสเตต แต่สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียวและทีมวิจัยของโตโยต้าได้ร่วมกันพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่มีความหนาแน่นของพลังงานเป็นสามเท่าและความหนาแน่นของพลังงานเป็นสองเท่าของที่มีอยู่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เราเชื่อว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดมีศักยภาพที่จะเอาชนะข้อด้อยของรถยนต์ไฟฟ้าได้

ผลกระทบของการเจาะตลาดของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

ผลกระทบที่สำคัญของแบตเตอรี่โซลิดสเตตต่ออุตสาหกรรมยานยนต์ ได้แก่ การเร่งการครอบครองตลาด BEV และการเปลี่ยนแปลงในห่วงโซ่อุปทานของแบตเตอรี่ BEV. หก BEV จะเข้ามาแทนที่รถยนต์ ICE จะไม่มีความจำเป็นสำหรับเครื่องยนต์ ระบบส่งกำลัง และชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง แต่จะมีความต้องการใหม่สำหรับแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ มอเตอร์ และชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับระบบเหล่านี้

สำหรับผู้ประกอบรถยนต์ทั่วไปที่ผลิตเครื่องยนต์และระบบขับเคลื่อนภายในบริษัท การตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขามีความสามารถในการพัฒนาแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดภายในบริษัทเป็นแหล่งมูลค่าเพิ่มที่สำคัญ สำหรับซัพพลายเออร์ การทบทวนเทคโนโลยีเบื้องต้นเพื่อพัฒนาส่วนประกอบใหม่เป็นสิ่งสำคัญ

หากมีการเพิ่มขึ้นของการยอมรับของตลาด BEVกฎของประเทศที่ควบคุมสิ่งต่างๆ เช่น ภาษี นโยบายพลังงาน และทรัพยากรก็มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงเช่นกัน

การเปลี่ยนจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบของเหลวเป็นของแข็งยังหมายถึงการเปลี่ยนจากอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวเป็นอิเล็กโทรไลต์แบบแข็ง และลดความจำเป็นในการใช้ตัวคั่น และจะมีโอกาสใช้วัสดุใหม่สำหรับแคโทดและแอโนด

วัสดุที่ใช้ในแบตเตอรี่แบบ all-solid-state ที่ Toyota จะเปิดตัวในช่วงครึ่งแรกของปี 2020 มีแนวโน้มที่จะใกล้เคียงกับที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน และเมื่อปริมาณการผลิตลดลง ผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานในปัจจุบันก็มีแนวโน้มเช่นกัน เล็ก. อย่างไรก็ตาม หากเราเห็นความคืบหน้าในความพยายามด้านการวิจัยและพัฒนา แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดที่มีจำหน่ายในช่วงครึ่งหลังของปี 2020 และ 2030 มีแนวโน้มที่จะก่อกวน

รูปภาพในบทความนี้สร้างขึ้นด้วย midJourney

อุปสรรคในการเข้าสู่ตลาดของแบตเตอรี่โซลิดสเตต

มีการพูดถึงอคติต่อฉัน BEVแต่ฉันทามติของตลาดในปัจจุบันคือตอนนี้เราอยู่ในยุคของ "การกระจายระบบส่งกำลัง" มากกว่ายุคที่กำลังจะมาถึงของ BEV เช่นนี้ อย่างไรก็ตาม เราเชื่อว่าหากความพยายามในการพัฒนาการผลิตจำนวนมากของแบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดประสบความสำเร็จ ยุคของ BEV มันอาจจะใกล้

ถึงกระนั้นก็ยังต้องฝ่าฟันปัญหาต่างๆ การวิจัยและพัฒนาที่มุ่งผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตในปริมาณมากเพิ่งเริ่มต้นขึ้น และต้นทุนการผลิตจะลดลงเท่าใดนั้นยังไม่ชัดเจน ตามทฤษฎีแล้ว ควรมีศักยภาพในการลดต้นทุนได้อย่างมาก เนื่องจากการลดความซับซ้อนของชุดแบตเตอรี่และการใช้วัสดุอิเล็กโทรดที่มีต้นทุนต่ำ

ในทางกลับกัน หากมีความคืบหน้ามากกว่าที่คาดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและการลดต้นทุนที่มากขึ้น การเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตตทั้งหมดอาจล่าช้าออกไป

อนาคต

นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงที่น่าสนใจในฉัน BEV ตัวเองอาจจางหายไปเนื่องจากการพัฒนาในรถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด (HEV) และรถยนต์ ICE มาตรฐาน การถกเถียงเรื่องล้อและความนิยมที่เพิ่มขึ้นของรถยนต์ดีเซล ซึ่งอาจหมายถึงความพยายามในการพัฒนาที่ลดลงสำหรับสถานะของแข็งของแบตเตอรี่ทั้งหมด

จากมุมมองของระยะทางและเวลาที่ต้องใช้ในการเติมเชื้อเพลิงด้วยไฮโดรเจน รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเป็นคู่แข่งที่มีศักยภาพอีกราย แม้ว่าปัญหาด้านโครงสร้างพื้นฐานจะเป็นปัญหา แต่ก็มีศักยภาพมากในแง่ของการแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลและการขนส่งพลังงาน

ผลสำรวจ Global Automotive Executive Survey ประจำปี 2018 ของ KPMG จัดอันดับให้รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเป็นเทรนด์สำคัญอันดับต้นจนถึงปี 2025 และ BEV อันดับที่ 3 ตามผู้บริหารยานยนต์ระดับโลก ในปี 2017 การสำรวจความคิดเห็นเดียวกันพลิกตารางโดย i BEV ในอันดับที่หนึ่งและรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในอันดับที่สาม

BlogInnovazione.it

จดหมายข่าวนวัตกรรม
อย่าพลาดข่าวสารที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับนวัตกรรม ลงทะเบียนเพื่อรับพวกเขาทางอีเมล

บทความล่าสุด

Veeam มีการสนับสนุนแรนซัมแวร์ที่ครอบคลุมที่สุด ตั้งแต่การป้องกันไปจนถึงการตอบสนองและการกู้คืน

Coveware by Veeam จะยังคงให้บริการตอบสนองต่อเหตุการณ์การขู่กรรโชกทางไซเบอร์ต่อไป Coveware จะนำเสนอความสามารถในการนิติเวชและการแก้ไข...

23 2024 เมษายน

การปฏิวัติสีเขียวและดิจิทัล: การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์กำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซอย่างไร

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์กำลังปฏิวัติภาคส่วนน้ำมันและก๊าซ ด้วยแนวทางเชิงรุกและนวัตกรรมในการจัดการโรงงาน...

22 2024 เมษายน

หน่วยงานกำกับดูแลการต่อต้านการผูกขาดของสหราชอาณาจักรส่งสัญญาณเตือน BigTech เกี่ยวกับ GenAI

UK CMA ได้ออกคำเตือนเกี่ยวกับพฤติกรรมของ Big Tech ในตลาดปัญญาประดิษฐ์ ที่นั่น…

18 2024 เมษายน

Casa Green: การปฏิวัติพลังงานเพื่ออนาคตที่ยั่งยืนในอิตาลี

พระราชกฤษฎีกา "บ้านสีเขียว" ซึ่งกำหนดโดยสหภาพยุโรปเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคารได้สรุปกระบวนการทางกฎหมายด้วย...

18 2024 เมษายน

อ่านนวัตกรรมในภาษาของคุณ

จดหมายข่าวนวัตกรรม
อย่าพลาดข่าวสารที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับนวัตกรรม ลงทะเบียนเพื่อรับพวกเขาทางอีเมล

ติดตามเรา