Lithium Thin-film Battery แบตเตอรี่ชนิดใหม่สำหรับโทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค

Lithium Thin-film Battery แบตเตอรี่ชนิดใหม่สำหรับโทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค
     เมื่อกลางเดือนสิงหาคมที่ผ่านมาบริษัทเดลล์ประกาศเรียกแบตเตอรี่มากกว่าสี่ล้านชิ้นจากคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คทั่วโลกคืน เนื่องจากมีกรณีแบตเตอรี่จากคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คของบริษัทระเบิดหลายกรณี ตามรายงานข่าวในประเทศสหรัฐอเมริกาบางกรณีเกิดเปลวไฟสูงถึงสามเมตร!!  ตัวแบตเตอรี่ดังกล่าวนั้นเป็นแบบ Lithium-ion ซึ่งผลิตโดยบริษัท Sony และใช้โดยคอมพิวเตอร์หลาย ๆ ยี่ห้อเช่น Apple, HP, Lenovo, Fujitsu และ Toshiba โดยเมื่อปลายเดือนที่ผ่านมาบริษัท Apple เองก็ประกาศเรียกแบตเตอรี่ของคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คจำนวน 1.8 ล้านเครื่องของบริษัทที่ผลิตโดย Sony คืนแล้วเช่นกัน (แบตเตอรี่ของผู้เขียนเองก็โดนเรียกคืนเช่นเดียวกัน) แต่บริษัทญี่ปุ่นเช่น Fujitsu ออกมาประกาศว่าจะไม่มีการเรียกแบตเตอรี่คืน เนื่องจากผู้ผลิตคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คของญี่ปุ่นส่วนใหญ่มีระบบป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าปริมาณมากไหลเข้าสู่แบตเตอรี่อยู่แล้ว แบตเตอรี่แบบ Lithium ion นั้นเป็นที่นิยมกันมากสำหรับอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์เช่นโทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค หรือเครื่องเล่น mp3 ที่นิยมในปัจจุบันเพราะมีขนาดเล็กและสามารถจุกระแสไฟฟ้าได้มากนั่นเอง แต่เพราะจุกระแสไฟฟ้าเอาไว้มากนี่เอง ถ้าหากมีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าสู่แบตเตอรี่มากเกินไปจะเกิดลัดวงจรขึ้นหรือถ้าหากร้อนมาก ๆ แบตเตอรี่ก็อาจจะเกิดระเบิดได้เช่นกัน (ประเทศไทยเองก็เคยมีกรณีแบตเตอรี่มือถือระเบิดมาแล้ว ซึ่งก็เป็นแบตเตอรี่แบบ Lithium-ion เช่นกัน) หลังจากมีข่าวดังกล่าวไม่นาน บริษัท Infinite Power Solutions ในเมือง Golden รัฐ Colorado ประเทศสหรัฐอเมริกาก็ประกาศว่าสามารถสร้างต้นแบบของแบตเตอรี่แบบ Lithium Thin-Film ได้สำเร็จแล้ว และจะสามารถผลิตและส่งให้กับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ต่าง ๆ เช่นโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คได้ในปีหน้า    Thin-Film Battery (TFB) เป็นแบตเตอรี่ที่ผลิตโดยการเคลือบสารที่จำเป็นในการผลิตลงบนวัสดุพื้นเรียบ ส่วนประกอบที่เป็นขั้วบวก ขั้วลบ ส่วนให้ไอออน (electrolyte) และส่วนเก็บประจุรวมกันจะมีความหนาประมาณ 5-15 micrometers (หนึ่งในล้านส่วนของเมตร) เพราะฉะนั้นส่วนที่เป็นตัวกำหนดความหนาของแบตเตอรี่ก็คือวัสดุที่ใช้หุ้มตัวแบตเตอรี่นั่นเอง (ความหนารวมไม่เกิน 0.5 mm โดยประมาณ) การทำงานของ TFB ก็เป็นเช่นเดียวกันกับแบตเตอรี่ปกติทั่วไป คือมีขั้ว(electrode) สองขั้วคั่นกลางด้วย electrolyte ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับขั้วทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ปกติ electrolyte ของแบตเตอรี่แบบ Lithium-ion จะเป็นแบบของเหลว ซึ่งมักจะเกิดการรั่วซึม ทำให้แบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่ใช้เสียหายได้ แต่ electrolyte ของ TFB จะเป็นของแข็ง (solid-state electrolyte) ทำให้ไม่มีปัญหาเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ปกติ โดยสารที่นำมาทำ electrolyte ของ TFB นั้นคือ LiPON (Lithium Phosphorus Oxynitride) โดยขั้วลบ หรือ cathode จะใช้ Lithium Cobalt Oxide เหมือนกับแบตเตอรี่ Lithium-ion ปกติ
คุณสมบัติที่สำคัญนอกเหนือจากความบางเป็นพิเศษแล้วก็คือความสามารถในการประจุไฟซ้ำหรือชาร์จไฟ (recharge) ซึ่งตามผู้ผลิตหลาย ๆ แหล่งอ้างว่า TFB นั้นสามารถชาร์จไฟซ้ำได้ถึง 1000 ครั้งโดยที่ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าไม่ลดลง (ถ้าใครเคยใช้แบตเตอรี่แบบที่ชาร์จไฟได้ ปกติชาร์จได้ 500 ครั้งก็ถือว่าเก่งแล้ว) นอกจากนี้ยังสามารถชาร์จแบบไร้สายผ่านคลื่นวิทยุได้อีกด้วย (radio transmissions) ขณะนี้มีบางบริษัทกำลังพัฒนาให้ TFB เล็กลงไปอีกเพื่อใช้สำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กต่าง ๆ ในอนาคตคาดกันว่าจะมีการนำแบตเตอรี่แบบ TFB ไปประยุกต์ใช้ตั้งแต่:
- การนำไปติดไว้บนชิปคอมพิวเตอร์ที่ต้องมีไฟฟ้าเลี้ยงตลอดเวลาเพื่อเก็บข้อมูล เช่น ชิป CMOS
- ใช้กับอุปกรณ์ RFID (Radio Frequency Identification Tag) ซึ่งในอนาคตจะใช้ในการเก็บข้อมูลแทน barcode เพราะสามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่า
- อุปกรณ์ smart card สำหรับเพื่อใช้ส่งข้อมูลโดยที่ไม่ต้องนำการ์ดไปรูดที่เครื่อง
- ใส่ใน Pacemaker (อุปกรณ์กำหนดจังหวะการเต้นหัวใจสำหรับผู้ป่วยโรคหัวใจ) ทำให้ไม่ต้องผ่าตัดเปลี่ยนแบตเตอรี่เนื่องจากสามารถชาร์จใหม่จากระยะไกลด้วยคลื่นวิทยุ
- อุปกรณ์การแพทย์อื่น ๆ ที่ต้องฝังในตัวผู้ป่วยและต้องใช้ไฟฟ้าเลี้ยง
- เป็นแบตเตอรี่สำรองในโทรศัพท์มือถือหรืออุปกรณ์อื่น ๆ
- ติดไว้ที่ขีปนาวุธเพื่อให้ไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์รับหรือส่งสัญญาณ
- ติดไว้บนดาวเทียมหรือสถานีอวกาศเพื่อเก็บไฟฟ้า
- ติดไว้ที่ยางรถยนต์สำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบลมยาง
- ติดไว้ที่อุปกรณ์ตรวจสอบอุณหภูมิหรือความดันในงานอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบความผิดพลาดในกระบวนการผลิต
     นักวิเคราะห์บางคนคาดว่าในอนาคตอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คหรือโทรศัพท์มือถือ จะเปลี่ยนมาใช้ TFB แต่อาจจะใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะแพร่หลายเนื่องจากบริษัทต่าง ๆ นั้นลงทุนไปมหาศาลกับเทคโนโลยีการผลิตและเทคโนโลยีที่ทำให้แบตเตอรี่ทั้งแบบ Lithium-ion และแบบ Nickel-Metal Hydride (NiMH) มีความปลอดภัยในการใช้งาน อีกประการหนึ่งคือในปัจจุบันยังไม่มีอุปกรณ์ระดับผู้ใช้ทั่วไป (consumer products) หรืออุปกรณ์ระดับองค์กรทั่ว ๆ ไป (enterprise products) ที่ใช้ TFB จะมีก็เพียงในวงการอวกาศหรือในการวิจัยเท่านั้น จึงต้องใช้เวลาเพื่อมีให้ตลาดรองรับอุปกรณ์ TFB