ผมว่าเรามาดูกันก่อนดีกว่านะว่าปัจจุบันแบตเตอรี่ Lithium มีการพัฒนากันไปถึงไหน แนวโน้มการ reuse, recycle battery เป็นอย่างไรบ้าง
พูดถึงแบตเตอรี่ก่อนล่ะกัน แบตเตอรี่ Lithium ตอนนี้มีหลากหลายแบบมากกก ส่วนใหญ่ที่คนเรานึกถึงก็คือแบตเตอรี่มือถือ ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ Lithium แบบ
Lithium Polymer (LiPo, LIP, Li-poly, lithium-poly) ซึ่งมี cycle life อยู่ประมาณ 300 cycle
*cycle life คือจำนวนรอบการชาร์จ ซึ่งจะชาร์จตั้งแต่ระดับ 0-100% แล้วก็ใช้งานจนหมด แล้วก็ชาร์จซ่ำ ทำแบบนี้วนไปเรื่อยๆ จนกระทั้งความจุแบตเตอรี่ลดลงเหลือ 80% เช่น แบตเตอรี่ LiPo มี cycle life อยู่ที่ 300 รอบ สมมุติว่าแบตลูกนี้มีความจุ 1 kWh เมื่อใช้งานจนครบ 300 cycle life แล้ว จะเหลือความจุที่ 0.8 kWh (และไม่ได้ถือว่าเสียหรือใช้งานต่อไม่ได้ ยังสามารถใช้ต่อได้แต่แค่จะต้องชาร์จมือถือบ่อยขึ้น)
ต่อมาแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ล่ะใช้แบบไหน ต่อนี้หลักๆเลยจะมี
NCA (Lithium nickel cobalt aluminum oxide battery) หลักๆที่ใช้คือ Tesla ซึ่งผู้ผลิตแบตเตอรี่คือ Panasonic (ช่วงปลายปี 2020 รถ Tesla Model3 ที่ประกอบจากโรงงานในจีนจะมีทั้ง NMC (จาก LG Chem) และ LFP (จาก CATL))
NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide battery) หลักๆที่ใช้คือรถที่รับ battery มาจากผู้ผลิตเกาหลีและจีน ซึ่ง NMC แบ่งเป็นหลายสูตรอีก เช่น
NMC111, NMC523, NMC622, NMC811 โดยแต่ล่ะสูตรก็จะมีคุณสมบัติกันคนละแบบไปอีก เช่น
NMC523 มี cycle life ประมาณ 1600 แต่เก็บประจุได้น้อยกว่า NMC811 แต่มีปลอดภัยกว่า (ถ้าจำไม่ผิด MG ZS EV กับ MG 5 EP จะใช้แบบนี้)
NMC811 มี cycle life ประมาณ 1400 แต่เก็บประจุได้เยอะ แต่ไม่ค่อยปลอดภัย (ต้องมี BMS จัดการ battery ดีๆ มีรถบางรุ่นมีปัญหาจนต้องเปลี่ยนกลับไปใช้ NMC523 ก็มี)
LFP (Lithium Iron Phosphate battery, Lithium Ferro Phosphate(LiFePO4) battery) ผู้ผลิตส่วนใหญ่จะมาจากฝั่งจีน ข้อดีคือปลอดภัยกว่า NMC มาก แต่เก็บความจุได้น้อย มี cycle life มาก (4000 cycle) แต่เนื่องจากความจุน้อยช่วงหลังจึงมีการพัฒนามาเป็น LFMP (เพิ่ม Manganese เข้าไป)
* ถ้าใครตามข่าวที่ว่าตอนนี้พัฒนาแบตเตอรี่ให้ใช้ได้ 1,000,000km ขึ้นไปได้แล้ว แบตเตอรี่ที่ว่าก็คือ LFMP กับ LNMO นี่แหละ
ที่นี้ลองมาคำนวณการใช้งานกัน
ยกตัวอย่างเป็น ORA Goodcat ละกัน พอดีรุ่นนี้ที่จีนมีแบตเตอรี่ให้เลือกสองแบบคือ 400km กับ 500km โดย 400 ใช้ LFP ส่วน 500 ใช้ NMC
400 km ตามมาตรฐาน NEDC จะเทียบเป็น WLTP ได้ที่ประมาณ 316km
500 km ตามมาตรฐาน NEDC จะเทียบเป็น WLTP ได้ที่ประมาณ 395km
ORA Goodcat 400 เมื่อมีการใช้งานครบ 4000 cycle จะมีระยะทางต่อการชาร์จตาม WLTP อยู่ที่ประมาณ 253km
เฉลี่ย 4000 cycle จะวิ่งไปแล้ว (316+253)/2 * 4000 = 1,138,000km
ORA Goodcat 500 เมื่อมีการใช้งานครบ 1600 cycle จะมีระยะทางต่อการชาร์จตาม WLTP อยู่ที่ประมาณ 316km
เฉลี่ย 1600 cycle จะวิ่งไปแล้ว (395+316)/2 * 1600 = 568,800km
ผมไม่แน่ใจว่าคนทั่วไปใช้รถกันเยอะขนาดไหนนะ แต่ส่วนตัวผมเองตีว่าปีนึงผมใช้รถประมาณ 20000km การจะใช้ให้ถึง 568,800km คงใช้เวลาเกือบสามสิบปี
สมมุติว่ามีคนใช้งาน จนครบ 1600 cycle แล้วละ รถคันนี้จะใช้ไม่ได้เลยรึเปล่า ก็ไม่นะครับ ยังใช้ต่อได้เพียงแต่ระยะที่ได้ต่อการชาร์จหนึ่งครั้งมันน้อยลงก็เลยต้องชาร์จบ่อยขึ้นก็แค่นั้นเอง แต่ถ้ามีการเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่ แล้วอันเก่าที่ยังใช้ได้แต่มีประขจุน้อยลงจะเอาไปทำอะไรต่อดี
ขั้นตอนต่อมาของแบตเตอรี่เหล่านี้คือการ reuse มาทำ Energy storage ยกตัวอย่างเช่น Amsterdam's "Johan Cruyff Arena" multipurpose stadium ที่ได้มีการใน battery ของ Nissan Leaf รุ่นแรกมาทำเป็น Energy Storage 2.8MWh ... ใช้ Nissan Leaf กี่คันล่ะ รู้สึกว่ารุ่นแรกแบตเตอรี่ขนาด 24kWh ช่วงที่เอามาใช้คงมีความจุเหลืออยู่ที่ 20kWh แสดงว่าอย่างน้อยก็ต้องใช้ 140 คันแหละ (ที่เอามาทำ Energy Storage ผู้ติดตั้งเค้ารับประกันแบตเตอรี่ 10 ปีด้วยนะ)
https://www.eaton.com/gb/en-gb/products/energy-storage/johan-cruijff-arena-success-story.htmlส่วนแบตเตอรี่ที่เสียนะเหรอ ส่งไป recycle ซิครับ ใน ASIAN เราก็ส่งไปสิงคโปร์ซิ เค้ามีโรงงาน recycle แบต Lithium อยู่นะ
https://www.tes-amm.com/battery-recyclingพวกข้อมูล paper กระบวนการ recycle battery lithium ของปี 2019 ลองไปอ่านอันนี้ดูละกัน
https://www.cell.com/heliyon/pdf/S2405-8440(19)34701-2.pdf