คาร์บอนนำไฟฟ้าเพื่อใช้งานสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

2,397 Views

ที่มา

อะเซทิลีนแบล็ก (acetylene black) เกิดขึ้นในกระบวนการเผาย่อยสลายก๊าซอะเซทิลีนในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและปิโตรเคมี และโดยทั่วมักนำไปใช้เป็นวัสดุในหมึกพิมพ์ สารคอมพาวด์ในผลิตภัณฑ์ยาง และวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ประเภทอัคคาไลน์  ประเทศไทยเป็นผู้ผลิตอะเซทิลีนแบล็กในระดับต้นๆ ของโลก โดยบริษัทไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน) เป็นบริษัทหนึ่งที่ดำเนินธุรกิจผลิตอะเซทิลีนแบล็กในประเทศไทย

บริษัทฯ เล็งเห็นถึงศักยภาพของบุคลากรวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (เอ็นเทค) และความพร้อมของเครื่องมือและอุปกรณ์ในการดำเนินงานวิจัยและพัฒนาวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ จึงร่วมมือกับทีมวิจัยของเอ็นเทคในการดำเนินงานวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็ก เพื่อขยายตลาดรองรับธุรกิจในอุตสาหกรรมใหม่ด้านแบตเตอรี่ รวมทั้งยังช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์จากการปรับปรุงกระบวนการผลิต สร้างความยั่งยืนให้กับสังคมและสิ่งแวดล้อม และสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของทิศทางพลังงานโลก 

เป้าหมาย

พัฒนาผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กที่มีสมบัติเหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน  และสร้างมูลค่าของผลิตภัณฑ์ให้สูงขึ้น เพื่อให้สามารถแข่งขันได้ในเวทีโลก

ทีมวิจัยทำอย่างไร

ทีมวิจัยเอ็นเทค ร่วมกับ บริษัทไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน)  ดำเนินการพัฒนาผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็ก โดยมีรายละเอียดการดำเนินงานดังนี้  

  • วิเคราะห์คุณลักษณะและสมบัติของผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กเดิมที่บริษัทฯ มีอยู่ในเบื้องต้น  พร้อมกับวิเคราะห์ความเป็นไปได้ในการนําไปใช้งานในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่
  • วิเคราะห์ตลาดของการใช้คาร์บอนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ ในด้านปริมาณการใช้งาน ราคา ผู้นําตลาดหลัก และมูลค่าตลาด  
  • วิเคราะห์คุณลักษณะการพัฒนาจากผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กให้มีสมบัติที่เหมาะสมโดยเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่มีขายอยู่ในตลาด 
  • พัฒนาและปรับปรุงกระบวนการผลิตอะเซทิลีนแบล็ก เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กที่มีคุณลักษณะที่เหมาะสมกับการใช้งานในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ 
  • วิเคราะห์ทดสอบผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กเกรดใหม่ที่ผลิตได้ ในระดับการนําไปใช้งานจริงในแบตเตอรี่ รวมทั้งพัฒนาสูตรและกระบวนการผสมอะเซทิลีน
  • บัติทางเคมีไฟฟ้าและการนําไปใช้งานจริง
  • พัฒนา Technical Data Sheet ของผลิตภัณฑ์  เพื่อให้บริษัทฯ ใช้เป็นข้อมูลในการนำเสนอแก่ลูกค้า
  • ถ่ายทอดความรู้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ใหม่ให้กับทางบริษัทฯ  

ผลงานวิจัย

จากกระบวนการวิจัยและพัฒนาของทีมวิจัยเอ็นเทคร่วมกับบริษัทไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน) ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ “Pim-L และ Pim-AL” : ผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กเกรดพิเศษสำหรับใช้เป็นคาร์บอนนำไฟฟ้าในงานแบตเตอรี่ โดยมีคุณสมบัติพิเศษดังนี้

  • ความบริสุทธิ์สูง (High purity) 
  • ค่าการนำไฟฟ้าสูง (High electrical conductivity) 
  • มีค่า High tap density 
  • สามารถผสมเข้ากับสารเคมีอื่นๆได้ง่าย 
  • ให้ค่า Low electrochemical reactivity ที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีสมดุลในการเก็บและปลดปล่อยพลังงานอย่างเต็มที่หรือชาร์จไฟได้เต็มร้อยและใช้งานได้จนหมด ช่วยยืดอายุการใช้งาน 
  • เหมาะสำหรับนำไปใช้ในตลาดรถยนต์พลังงานไฟฟ้า ประเภท BEV (Battery powered electric vehicle) หรือ Pure-EV ที่ไม่ต้องใช้น้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การวิจัยและพัฒนานี้ ช่วยตอบโจทย์ของบริษัทไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน) และสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็ก ได้มากกว่า 4 เท่า ทำให้ห่วงโซ่การผลิต เกิดการจ้างงานภายในประเทศ และสร้างฐานองค์ความรู้ที่เข้มแข็งที่สามารถแข่งขันได้ในอุตสาหกรรมตลาดโลก  
Conductive Carbon for Lithium Ion Battery Electrodes High purity, High conductivity, Medium surface area

สถานภาพการวิจัย

ทีมวิจัยเอ็นเทค และบริษัทไออาร์พีซี จำกัด(มหาชน) ร่วมกันพัฒนาปรับปรุงกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ อะเซทิลีนแบล็กนำไปสู่การเกิดผลิตภัณฑ์ชนิดพิเศษ เพื่อรองรับความต้องการของลูกค้าที่หลากหลายมากยิ่งขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ที่มีสมบัติตามความต้องการของตลาดโลก สู่การผลิตจริงในเชิงพาณิชย์โดยมีชื่อของผลิตภัณฑ์ ดังนี้  

  • Pim-AL : สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด
  • Pim-L  : สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

แผนงานวิจัยในอนาคต

ดำเนินการพัฒนาผลิตภัณฑ์คาร์บอน ให้มีคุณสมบัติพิเศษสำหรับเป็นแบตเตอรี่รุ่นใหม่ต่อไป 

เมื่อวันที่ 15 ก.ค. 2563 บริษัท ไออาร์พีซี จ􀄞ำกัด (มหาชน) ได้รับเกียรติร่วมออกบูธในการประชุมสมัชชา “BCG : โมเดลเศรษฐกิจ สู่การพัฒนาที่ยั่งยืน” จัดโดยกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ณ อิมแพ็คฟอรั่ม ศูนย์การแสดงสินค้าอิมแพ็ค เมืองทองธานี จ.นนทบุรี ได้จัดบูธแสดงสินค้า “Pim-L” ผลิตภัณฑ์อะเซทิลีนแบล็กเกรดพิเศษ ส􀄞ำหรับใช้เป็นคาร์บอนตัวเติม (carbon additive) ในงานแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

รายชื่อทีมวิจัย

ดร.พิมพา ลิ้มทองกุล, ดร.วรวริศ กอปรสิริพัฒน์, ดร.เปรียว เอี่ยมละมัย, นางสาวฝนทิพย์ ธรรมวัฒน์, นางสาวประณุดา จิวากานนท์ และนายธนทร ศรีสุข 

ติดต่อ

ปภาวี ลิขิตเดชาโรจน์ (นักวิเคราะห์)
งานประสานธุรกิจและอุตสาหกรรม ฝ่ายพัฒนาธุรกิจ
โทรศัพท์ 02 564 6500 ต่อ 4306
อีเมล papawee.lik@mtec.or.th