Sakura P.
QuantumScape เปิดตัวแพลตฟอร์มแบตเตอรี่ All-Solid-State ล้วนรุ่นใหม่ Osprey ผสานขั้วแคโทดแบบซัลไฟด์เข้ากับเซรามิกเซพาเรเตอร์ ชูจุดเด่นผ่านการทดสอบ 1,000 รอบคงความจุ 80% ภายใต้แรงดันต่ำเพียง 1 atm พร้อมเปิดกว้างให้พาร์ตเนอร์ยานยนต์ร่วมใช้งาน
QuantumScape เปิดตัวแพลตฟอร์ม Osprey แบตเตอรี่ All-Solid-State ชาร์จทน 1,000 รอบ แรงดันต่ำ 1 atm
QuantumScape ก้าวสู่เทคโนโลยี All-Solid-State อย่างเป็นทางการ ด้วยการเปิดตัวแพลตฟอร์มแบตเตอรี่ใหม่ในชื่อ Osprey ซึ่งเปลี่ยนจากการใช้ของเหลวในฝั่งแคโทดมาเป็นอิเล็กโทรไลต์ของแข็งแบบซัลไฟด์ (Sulfide Solid Electrolyte)
โดยผลการทดสอบระบุว่าเซลล์สามารถคงความจุได้ถึง 80% หลังจากผ่านการชาร์จและคายประจุเต็มรอบครบ 1,000 รอบ ภายใต้แรงดันภายนอกเพียง 1 บรรยากาศ (1 atm) ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสำหรับสายพัฒนาแบตเตอรี่ซัลไฟด์ที่เดิมต้องอาศัยแรงบีบอัดมหาศาลในการทำงาน
ก่อนหน้านี้ ผลิตภัณฑ์ในปัจจุบันของ QuantumScape อย่างแพลตฟอร์ม QSE รวมถึงเซลล์ QSE-5 ที่ผลิตตัวอย่างทดสอบจากสายการผลิต Eagle Line ในเมืองแซนโฮเซ ยังไม่ได้เป็น Solid-State ทั้งหมด เนื่องจากยังใช้เซรามิกเซพาเรเตอร์ร่วมกับแคโทด NMC นิกเกิลสูงแบบดั้งเดิมและมีแคโทไลต์แบบของเหลวอยู่
โดยมีเพียงแผ่นเซพาเรเตอร์เท่านั้นที่เป็นของแข็งและทำงานร่วมกับดีไซน์ไร้ขั้วแอโนด (Anode-Free) ซึ่งจะเกิดชั้นโลหะลิเทียมขึ้นเองระหว่างการชาร์จครั้งแรก สำหรับแพลตฟอร์ม Osprey ยังคงโครงสร้างเซพาเรเตอร์และแนวคิด Anode-Free ไว้ แต่เปลี่ยนของเหลวในแคโทดให้เป็นของแข็งซัลไฟด์ ส่งผลให้ตัวเซลล์กลายเป็นของแข็งทั้งระบบ
แม้จะนำซัลไฟด์มาใช้ แต่ QuantumScape ยังคงยืนกรานปฏิเสธการใช้ซัลไฟด์มาทำเป็นแผ่นเซพาเรเตอร์ โดยระบุว่าซัลไฟด์มีข้อจำกัดด้านคุณสมบัติทางกายภาพ ทั้งการทำปฏิกิริยากับโลหะลิเทียม ประสิทธิภาพที่ลดลงในอุณหภูมิห้อง ไม่ทนการชาร์จเร็ว และประเด็นสำคัญที่สุดคือต้องการแรงบีบอัดสูงมากถึง 20 atm ต่อหนึ่งเซลล์ขนาด 10 x 24.2 ซม. ซึ่งเทียบเท่าแรงกดราว 5,000 กก. ทำให้ตัวแพ็กต้องใช้แผ่นเหล็กหนาช่วยยึดจนเพิ่มน้ำหนักและต้นทุน
ในขณะที่ห้องแล็บหลายแห่งต้องใช้แรงดันสูงถึง 30–100 atm ทาง QuantumScape จึงเลือกใช้ซัลไฟด์เฉพาะในฝั่งแคโทดเพื่อช่วยการเคลื่อนที่ของลิเทียมไอออน แล้วปล่อยให้เซรามิกเซพาเรเตอร์ของตนรับมือกับโลหะลิเทียมแทน
สำหรับข้อมูลทางเทคนิคของ Osprey เซลล์ทดสอบแบบ 2 เลเยอร์ขนาดแคโทด 50 x 65 มม. ทำรอบชาร์จได้ 1,000 รอบที่ความจุ 80% ภายใต้การชาร์จและคายประจุแบบ 1C (0–100% SoC) ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส และแรงดัน 1 atm พร้อมความหนาแน่นประจุ 5.5 mAh/cm² เทียบเท่าเซลล์รถยนต์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ส่วนการชาร์จเร็วจาก 10% ถึง 80% ภายใน 5 นาทีนั้นทำได้ที่อัตรา 10C ภายใต้อุณหภูมิสูง 80 องศาเซลเซียส
ด้านการทำงานในสภาพอากาศหนาวเย็น เซลล์เดี่ยวขนาด 21 x 21 มม. สามารถทำงานได้ถึง -20 องศาเซลเซียส โดยเก็บรักษาความจุได้ 68% เมื่อคายประจุที่ C/3 และประเมินความหนาแน่นพลังงานสูงสุดไว้ที่ราว 1,100 Wh/L
ในเชิงธุรกิจ QuantumScape วางตำแหน่ง Osprey ให้เป็นแพลตฟอร์มเปิด (Open Platform) ที่เปิดให้ลูกค้าเลือกใช้แคโทดซัลไฟด์ของตนเองหรือนำขั้วแคโทดที่พัฒนาขึ้นมาเองมาประกบกับเทคโนโลยีเซพาเรเตอร์และ Anode-Free ของ QuantumScape สอดคล้องกับโมเดลอนุญาตให้ใช้สิทธิ์ (Licensing) ร่วมกับ Honda และ PowerCo ของ Volkswagen
โดยบริษัทเพิ่งมีรายได้ 9.8 ล้านดอลลาร์ (ราว 333 ล้านบาท) ในไตรมาส 3 และกำลังสร้างสายการผลิต 100 MWh สำหรับเซลล์ QSE-5 เพื่อเริ่มการผลิตในปี 2028 ขณะที่แพลตฟอร์ม Osprey ยังอยู่ในขั้นตอนพัฒนาในระดับห้องปฏิบัติการและยังไม่มีกำหนดการผลิตจริงออกมาอย่างเป็นทางการ
ที่มา: Electrek
