ត្រីកោណដែលមិនអាចទៅរួចនៃថ្ម Solid-State៖ ដង់ស៊ីតេថាមពល ទល់នឹង សមត្ថភាពសាក ទល់នឹង ថ្លៃដើម

ត្រីកោណដែលមិនអាចទៅរួចនៃថ្ម Solid-State៖ ដង់ស៊ីតេថាមពល ទល់នឹង សមត្ថភាពសាក ទល់នឹង ថ្លៃដើម

ថ្ម solid-state គឺជា "ចម្លើយចុងក្រោយ" ដែលឧស្សាហកម្មបានសន្យា — ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាង អេឡិចត្រូលីតមិនងាយឆេះ និងជាតារាល្បីរបស់ EV ជំនាន់ក្រោយ។ ការពិតដែលមិនស្រួលគឺថា បច្ចេកវិទ្យានេះនៅតែស្ថិតនៅកម្រិត TRL 4 (ការផ្ទៀងផ្ទាត់ក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍) សមត្ថភាពសាកថ្មលឿនរបស់វាបច្ចុប្បន្នអាក្រក់ជាងកោសិកាអេឡិចត្រូលីតរាវ ហើយថ្លៃដើមរបស់វាខ្ពស់ជាង ៦–៨ ដង។ អត្ថបទនេះពន្យល់ពីមូលហេតុដែលរលកទីមួយនៃថ្ម solid-state អាចនឹងបញ្ចប់នៅក្នុងរថយន្តខុស និងមូលហេតុដែលការប្រណាំងពិតប្រាកដមិនមែនអំពីរបកគំហើញគីមី ប៉ុន្តែអំពីការធ្វើឱ្យគីមីវិទ្យាមានតម្លៃថោក អាចទុកចិត្តបាន និងលឿនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីមានសារៈសំខាន់។

ពន្លឺ និង ភាពមិនស្រួល

ថ្ម solid-state ត្រូវបានចាត់ទុកយ៉ាងទូលំទូលាយថាជាដំណោះស្រាយចុងក្រោយសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាថ្មជំនាន់ក្រោយ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលតាមទ្រឹស្តីរបស់ពួកវាលើសពីកោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងរាវឆ្ងាយណាស់ ហើយសុវត្ថិភាពក៏ប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំង ព្រោះអេឡិចត្រូលីតរឹងមិនងាយឆេះ។ ប៉ុន្តែនៅពេលបច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានផ្ទុកដោយការរំពឹងទុកដ៏ធំ វាក៏ប្រឈមមុខនឹងការពិនិត្យការពិតដ៏តឹងរ៉ឹងបំផុតផងដែរ។

គិតត្រឹមឆ្នាំ ២០២៦ កម្រិតនៃការត្រៀមខ្លួនបច្ចេកវិទ្យា (TRL) នៃថ្ម solid-state ទាំងស្រុងនៅតែប្រហែល ៤ — ការផ្ទៀងផ្ទាត់គោលការណ៍កម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍ មិនមែនវិស្វកម្មផលិតកម្មទេ។ ចំណុចខ្លាំងបំផុតគឺដង់ស៊ីតេថាមពល និងសុវត្ថិភាព; ចំណុចខ្សោយច្បាស់បំផុតគឺសមត្ថភាពសាក/បញ្ចេញ ជាពិសេសការសាកលឿនថាមពលខ្ពស់។

ការស្រាវជ្រាវសិក្សាចង្អុលទៅមូលហេតុមូលដ្ឋាន៖ បញ្ហាចំណុចប្រទាក់រឹង-រឹង (solid–solid interface)។ នៅក្នុងកោសិការាវ អេឡិចត្រូលីត និងអេឡិចត្រូតនៅជាប់ទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធ។ នៅក្នុងកោសិកា solid-state រាល់វដ្តសាក/បញ្ចេញធ្វើឱ្យអេឡិចត្រូលីតរឹង និងអេឡិចត្រូតរឹងពង្រីក និងកន្ត្រាក់ — ហើយបន្ទាប់ពីវដ្តម្តងហើយម្តងទៀត គម្លាតតូចៗលេចឡើង ដូចជាស្នាមប្រេះរវាងថ្មពីរ។ ពេលគម្លាតទាំងនោះកើតឡើង អ៊ីយ៉ុងលីចូមពិបាកឆ្លងកាត់ចំណុចប្រទាក់។ ភាពរាំងស្ទះនៃចំណុចប្រទាក់ធ្វើឱ្យការបែងចែកប៉ូលកាន់តែអាក្រក់ក្នុងពេលសាកលឿន ចរន្តប្រមូលផ្តុំមិនស្មើគ្នា ហើយប្រតិកម្មក្លាយជាមិនស្មើគ្នា — កំណត់សមត្ថភាពសាក/បញ្ចេញលឿនយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ។ នៅពេលចំនួនវដ្តកើនឡើង ស្នាមប្រេះខាងក្នុងនៃអេឡិចត្រូតធ្វើឱ្យបញ្ហាកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរ។

នេះបង្កើតភាពហួសចិត្តមិនស្រួល៖ ករណីប្រើប្រាស់ល្អបំផុតសម្រាប់ថ្ម solid-state — រថយន្តថ្លៃៗរយៈចម្ងាយវែង — គឺជាផ្នែកដែលអត់ឱនចំពោះការសាកយឺតតិចបំផុត។ អតិថិជនដែលចំណាយប្រាក់ច្រើនសម្រាប់ EV ដ៏ធំរំពឹងថានឹងសាកលឿនជាង មិនមែនយឺតជាងនោះទេ។

រលកទីមួយ៖ រថយន្តថ្លៃៗជាប់ក្នុងអន្ទាក់អត្តសញ្ញាណ

ថ្លៃដើមកំណត់ថាថ្ម solid-state ត្រូវតែបើកដំណើរការនៅក្នុងរថយន្តថ្លៃៗជាមុនសិន។ យោងតាមការប៉ាន់ស្មានរបស់ឧស្សាហកម្ម (Huatai Securities) ថ្លៃដើមរួមនៃកោសិកា solid-state ទាំងស្រុងបច្ចុប្បន្នគឺ ៦–៨ ដង នៃកោសិការាវធម្មតា។ កត្តាស្នូលគឺអេឡិចត្រូលីតស៊ុលហ្វីត៖ លីចូមស៊ុលហ្វីត (Li₂S) មានតម្លៃប្រហែល ២–៣ លានយ័នក្នុងមួយតោន ខណៈដែល LiPF₆ — អំបិលសំខាន់ក្នុងអេឡិចត្រូលីតរាវ — មានតម្លៃត្រឹមតែប្រហែល ១០០,០០០ យ័នក្នុងមួយតោនប៉ុណ្ណោះ។ សម្ភារៈតែមួយនេះអាចតំណាង ៥០–៦៤% នៃថ្លៃដើមសរុបរបស់កោសិកា solid-state ទាំងស្រុង។

សូម្បីតែការព្យាករណ៍សុទិដ្ឋិនិយមបំផុតក៏ដាក់កោសិកា solid-state ទាំងស្រុងនៅ ១.៦–២.២ យ័នក្នុងមួយ Wh សព្វថ្ងៃ (ធៀបនឹង ០.៣៩–០.៥ យ័ន/Wh សម្រាប់ LFP) ជាមួយនឹងផ្លូវទៅកាន់ប្រហែល ១ យ័ន/Wh ត្រឹមតែប្រហែលឆ្នាំ ២០២៨–២០៣០ ដោយសន្មតថាលីចូមស៊ុលហ្វីតធ្លាក់មក ~៥០០,០០០ យ័ន/តោន និងអេឡិចត្រូលីត ~៣០០,០០០ យ័ន/តោន។ ខ្សែផលិតកម្មក៏ត្រូវចំណាយច្រើនជាង ៣–៥ ដងក្នុងមួយ GWh បើធៀបនឹងខ្សែរាវ ហើយអត្រាទិន្នផលនៃខ្សែសាកល្បងនៅក្រោម ៧០% — ធៀបនឹង ៩៥%+ សម្រាប់កោសិការាវដែលចាស់ទុំ។ នៅអត្រាទិន្នផលទាំងនេះ អ្នកផលិតថ្មគ្រប់រូបខាតលុយលើគ្រប់កោសិកា។

នេះបង្កើតភាពផ្ទុយគ្នាជារង្វង់បិទ៖

• កោសិកា solid-state ថ្លៃ ដូច្នេះពួកវាត្រូវតែបើកដំណើរការនៅក្នុងរថយន្តថ្លៃៗ (ច្រើនតែមានតម្លៃប្រាំមួយខ្ទង់) ដែលការរំពឹងទុកផ្នែកសមត្ថភាពរបស់អ្នកទិញខ្ពស់បំផុត;
• ប៉ុន្តែអត្រាសាកបច្ចុប្បន្នរបស់កោសិកា solid-state មិនគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ទេ ហើយថាមពលសាកលឿនពិតប្រាកដត្រូវបានកំណត់។ វេទិកា 800V ដែលមានស្រាប់ត្រូវបានលៃតម្រូវសម្រាប់កោសិការាវ ឬពាក់កណ្តាលរឹង; ការសម្រេចបាននូវការសាកលឿន 4C+ ជាមួយកោសិកា solid-state ទាំងស្រុងនៅតែរង់ចាំរបកគំហើញវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ និងវិស្វកម្មចំណុចប្រទាក់;
• អ្នកទិញថ្លៃៗនឹងមិនទទួលយក "ចំណាយច្រើន សាកយឺត" ឡើយ។

ការអះអាងទីផ្សារ "៥០០ គីឡូម៉ែត្រក្នុងរយៈពេលប្រាំនាទី" គឺនៅឆ្ងាយពីការពិតនៃវិស្វកម្មបច្ចុប្បន្ន។ Chery បានប្រកាសថ្ម solid-state ទាំងស្រុង Rhino S និងបច្ចេកវិទ្យា "សាកលឿនវិនាទី" Xunlong ថាមពល ១.២ មេហ្គាវ៉ាត់ (១២០០ kW) — ៨ នាទីសម្រាប់ ~៥០០ គីឡូម៉ែត្រក្នុងក្រដាស — ជាមួយការផ្ទៀងផ្ទាត់រថយន្តសាកល្បងគោលដៅឆ្នាំ ២០២៧។ ប៉ុន្តែអ្នកដឹងខាងក្នុងឧស្សាហកម្មបាននិយាយដោយត្រង់៖ ថាតើវេទិកា 800V អាចគាំទ្រសមត្ថភាពសាកលឿនរបស់កោសិកាបានឬអត់ គឺជាសំណួរដែលមិនទាន់បានបញ្ជាក់។ រវាងទិន្នន័យមន្ទីរពិសោធន៍ និងផលិតកម្មច្រើន មានឧបសគ្គអត្រាទិន្នផល ដំណើរការ និងខ្សែផ្គត់ផ្គង់។

ភាពលំបាករបស់ Cathode៖ លីចូមថេនណារី ឬ LFP?

ជម្រើសសំខាន់មួយទៀតគឺគីមីវិទ្យា Cathode ដែលប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់សុវត្ថិភាព ដង់ស៊ីតេថាមពល និងថ្លៃដើម។

ប្រសិនបើឧស្សាហកម្មបន្តនៅលើលីចូមថេនណារី (NCM/NCA)៖

ការមិនងាយឆេះរបស់អេឡិចត្រូលីតរឹងដោះស្រាយបញ្ហាសុវត្ថិភាពប្រវត្តិសាស្ត្ររបស់ថេនណារីបានយ៉ាងស្អាត ដូច្នេះកោសិកា solid-state ដំបូងទំនងជានឹងផ្គូផ្គងជាមួយ cathode NCM នីកែលខ្ពស់ ដើម្បីបង្កើនគុណសម្បត្តិដង់ស៊ីតេថាមពល។ ប៉ុន្តែបញ្ហាពីរកើតឡើង៖

១. ថ្លៃដើម៖ នីកែល និងកូបៃឡើងថ្លៃ រុញកោសិកាដែលថ្លៃរួចទៅហើយឱ្យខ្ពស់ជាងនេះ; ២. ខ្សែផ្គត់ផ្គង់៖ ធនធាននីកែល/កូបៃសកលត្រូវបានប្រមូលផ្តុំតាមភូមិសាស្ត្រ; ហានិភ័យភូមិសាស្ត្រនយោបាយ និងការផ្គត់ផ្គង់រ៉ែនៅតែមាន។

ប្រសិនបើឧស្សាហកម្មបត់ទៅគីមីវិទ្យាគ្រួសារ LFP៖

ក្នុងរយៈពេលវែង cathode ម៉ង់ហ្គាណែសសម្បូរលីចូម (LMR) ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាដៃគូដ៏ល្អសម្រាប់កោសិកា solid-state ទាំងស្រុង។ LMR ផ្តល់នូវសមត្ថភាពជាក់លាក់តាមទ្រឹស្តីរហូតដល់ ~៣២០ mAh/g ជាមួយនឹងបង្អួចវ៉ុល ៣.៧–៤.៦ V — ខ្ពស់ជាង NCM ឬ LFP ធម្មតាយ៉ាងខ្លាំង — ខណៈពេលដែលមានគុណសម្បត្តិថ្លៃដើម៖ ថ្លៃដើមវត្ថុធាតុដើមទាបជាងថេនណារីប្រហែល ១៥–២០% និងថ្លៃដើមវ៉ាត់ម៉ោងជិត LFP។ សារៈសំខាន់នៃផ្លូវនេះ៖ ច្បាស់ណាស់ដោយសារអេឡិចត្រូលីតរឹងអនុញ្ញាតឱ្យមានបង្អួចវ៉ុលខ្ពស់ជាងដោយសុវត្ថិភាព ឧស្សាហកម្មអាចបោះបង់ប្រព័ន្ធថេនណារីទាំងស្រុង ហើយឈានទៅទិសដៅថ្លៃទាប វ៉ុលខ្ពស់ សមត្ថភាពខ្ពស់។

ផ្លូវវិវត្តដែលទំនងរបស់ Cathode៖

• រយៈពេលខ្លី (២០២៧–២០៣០)៖ NCM នីកែលខ្ពស់ — ប្រមូលផលគុណសម្បត្តិដង់ស៊ីតេថាមពលយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយខ្សែផ្គត់ផ្គង់ដែលចាស់ទុំល្មម;
• រយៈពេលមធ្យម (២០៣០–២០៣៥)៖ LMR / នីកែលខ្ពស់ជ្រុល — បង្កើនប្រសិទ្ធភាពថ្លៃដើម រួចផុតពីការពឹងផ្អែកនីកែល-កូបៃ។

Rhino S របស់ Chery ចង្អុលទៅទិសនេះរួចហើយ៖ ម៉ូឌុល solid-state ទាំងស្រុងដែលបានប្រកាសរបស់វាប្រើអេឡិចត្រូលីតប៉ូលីមែរ in-situ ជាមួយ cathode ម៉ង់ហ្គាណែសសម្បូរលីចូម ហើយអះអាងដង់ស៊ីតេថាមពលកោសិការហូតដល់ ៦០០ Wh/kg។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការធ្វើពាណិជ្ជកម្មគឺជាការប្រណាំងចម្ងាយឆ្ងាយ

ការធ្វើពាណិជ្ជកម្មថ្ម solid-state ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមដំណាលគ្នាបី — ថ្លៃដើម អត្រាសាក/បញ្ចេញ និងគីមីវិទ្យា cathode — ដែលបង្កើតជា "ត្រីកោណដែលមិនអាចទៅរួច" ដែលមិនអាចបំពេញបានក្នុងពេលតែមួយ។

វិមាត្រ	ស្ថានភាព (២០២៦)	បញ្ហាប្រឈម
ថ្លៃដើម	៦–៨ ដងនៃកោសិការាវ	លីចូមស៊ុលហ្វីត (Li₂S) នៅ ២–៣ លានយ័ន/តោន គ្របដណ្តប់ថ្លៃដើមកោសិកា
អត្រាសាក/បញ្ចេញ	ថាមពលសាកលឿនមានកំណត់	ភាពរាំងស្ទះចំណុចប្រទាក់រឹង-រឹង; សមត្ថភាពថយចុះតាមវដ្ត
គីមីវិទ្យា cathode	NCM នីកែលខ្ពស់លេចធ្លោ	សម្ពាធថ្លៃដើម; ហានិភ័យខ្សែផ្គត់ផ្គង់នីកែល/កូបៃ

កាលវិភាគផលិតកម្មច្រើនរបស់អ្នកលេងឈានមុខគឺស្របគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់៖ CATL និង BYD ទាំងពីរតោងផលិតកម្មខ្នាតធំប្រហែលឆ្នាំ ២០៣០ ដោយ ២០២៦–២០២៧ គ្រាន់តែជាការផ្ទៀងផ្ទាត់បាច់តូចប៉ុណ្ណោះ។ ប្រធានផ្នែកយុទ្ធសាស្ត្ររបស់ Geely បាននិយាយថា ពីការផ្ទៀងផ្ទាត់ទៅផលិតកម្មខ្នាតធំ ឧបសគ្គបី — អត្រាទិន្នផល ថ្លៃដើម និងភាពចាស់ទុំនៃខ្សែផ្គត់ផ្គង់ — នៅតែមាន ហើយ "៣–៤ ឆ្នាំសម្រាប់ផលិតកម្មច្រើន គឺជាការប៉ាន់ស្មានដែលមានទំនួលខុសត្រូវ"។

បដិវត្តន៍ពិតប្រាកដរបស់ថ្ម solid-state មិនមែនថាវា "ចូលក្នុងរថយន្ត" ក្នុងឆ្នាំណាមួយទេ — វាគឺអំពីពេលដែលវា "ល្អ និង ថោក"។ រហូតដល់ពេលនោះ កោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងរាវ — ដែលត្រូវបានកែលម្អតាមរយៈការច្នៃប្រឌិតរចនាសម្ព័ន្ធ CTP/CTC និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសម្ភារៈ — នឹងបន្តគ្របដណ្តប់ទីផ្សារ។ កម្មវិធីដំបូងរបស់ថ្ម solid-state អាចសមនឹងផ្នែកដែលមិនរសើបនឹងថ្លៃដើម និងអត់ឱនចំពោះការសាកយឺត ដូចជា អាកាសចរណ៍ (eVTOL) ការផ្ទុកថាមពល និងរ៉ូបូត — មិនមែន EV គ្រួសារថ្លៃៗទេ។

ប្រភព៖ ការវិភាគថ្លៃដើមរបស់ Huatai Securities លើកោសិកា solid-state ទាំងស្រុង (ផ្លូវស៊ុលហ្វីត); ឯកសារសន្និសីទបច្ចេកវិទ្យាសកល ២០២៦ របស់ Gotion High-Tech (រចនាសម្ព័ន្ធថ្លៃដើមអេឡិចត្រូលីត តម្លៃលីចូមស៊ុលហ្វីត); របាយការណ៍ឧស្សាហកម្មស្តីពី TRL ថ្ម solid-state និងកាលវិភាគផលិតកម្មច្រើន (CATL/BYD តោងប្រហែល ២០៣០); សន្និសីទច្នៃប្រឌិតសកល Chery ២០២៥ (ម៉ូឌុល solid-state ទាំងស្រុង Rhino S អេឡិចត្រូលីតប៉ូលីមែរ in-situ cathode LMR គោលដៅ ៦០០ Wh/kg សាកលឿន Xunlong ១.២ មេហ្គាវ៉ាត់); របាយការណ៍វិស្វកម្មស្តីពីបញ្ហាប្រឈមចំណុចប្រទាក់រឹង-រឹង។ រូបភាពគម្រប៖ កោសិកាកាក់លីចូមអ៊ីយ៉ុងក្នុងឧបករណ៍តេស្តមន្ទីរពិសោធន៍ — រូបថតដោយ Chingo K, Wikimedia Commons, CC BY 4.0 (តំណាងឱ្យការស្រាវជ្រាវថ្ម មិនមែនកោសិកា solid-state ជាក់លាក់ទេ)។