“باتری‌ جامد” جای خود را در خودروهای برقی باز می‌کند

باتری‌ جامد (SSB) یک هدف بعید برای خودروهای برقی در چند سال گذشته بوده اند اما به نظر می رسد وعده تولید آنها با ظرفیت های ویژه همچنان دور از دسترس باشد.

به گزارش تک ناک، چندین خودروساز مانند BMW و Ford روی شرکت باتری‌ساز Solid Power سرمایه‌گذاری کرده‌اند و ادعا می‌کنند که باتری های حالت جامد آن ایمن‌تر، با انرژی بالاتر و هزینه کمتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی هستند.
لیندا ژانگ، مهندس ارشد F-150 لایتنینگ فورد می‌گوید که این شرکت در حال حاضر از SSB استفاده نمی‌کند، اما آنها قطعاً چیزی هستند که ما به دنبال آن هستیم.

یک باتری جامد چگونه کار می کند؟
در هامر برقی جدید شرکت GMC 24 سلول باتری روی پلتفرم Ultium نزدیک به 1400 کیلوگرم به وزن این ماشین غول پیکر اضافه می کد. انرژی الکتریکی خودروهای برقی هامر از ترکیب اختصاصی NCMA (نیکل، کبالت، منگنز و آلومینیوم) می آید که در یک فناوری سلول لیتیوم یونی بسیار شبیه باتری های گوشی هوشمند قرار گرفته است.
باتری های معمولی که در خودروهای برقی متداول استفاده میشوند از کاتد، آند، جداکننده و الکترولیت مایع تشکیل شده اند. در حین رانندگی، یون های لیتیوم با بار مثبت داخل باتری به سمت کاتد جذب می شوند و الکترون ها از طریق مدارهای ولتاژ بالا زیپ می شوند. از طرف دیگر یک باتری‌های جامد از الکترولیت جامد به جای مایع استفاده می کند.

چرا باتری جامد مهم است؟
باتری‌ جامد نه تنها سبک‌تر و متراکم‌تر است بلکه می‌تواند انرژی بیشتری را در یک فضای کوچک‌تر جمع کند.. یک باتری حالت جامد می تواند آسیب بیشتری را بدون خراب شدن تحمل کند. باتری‌های لیتیوم یون فعلی مستعد تورم ناشی از تغییرات دمای هنگام شارژ و تخلیه شارژ هستند و مطمئناً ممکن است در هنگام تصادف نشت کنند که خطر آتش سوزی را در تصادف افزایش می دهد. باتری‌های حالت جامد کمتر مستعد آتش‌سوزی هستند و برای ویژگی‌هایی مانند شارژ سریع، پایدارتر هستند.

باتری‌های حالت جامد چیزی بیش از برد گسترده و افزایش پایداری را ارائه می‌دهند. رابی دگراف، تحلیلگر AutoPacific، به PopSci می گوید که امروزه بسیاری از خودروهای الکتریکی از معماری آشنای «تایپ اسکیت برد» استفاده می کنند (ورقه وسیعی از بسته های باتری لیتیوم یونی که به طور مرتب در زیر کف کابین بین هر دو محور قرار گرفته اند). حرکت به سمت SSB های کوچکتر و کارآمدتر بر شیوه ساخت کل خودرو تأثیر می گذارد.
دگراف می‌گوید: استفاده از باتری‌های حالت جامد می‌تواند به این معنی باشد که در طراحی شکل کلی خودروهای الکتریکی، امکانات جدیدی برای به حداکثر رساندن بیشتر فضای داخلی و کمی انعطاف‌پذیری بیشتر مشاهده خواهیم کرد. زمانی که باتری‌های حالت جامد برای استفاده اولیه آماده شوند ، فکر می‌کنم این یک نقطه عطف در مهاجرت مداوم به سمت خودروهای الکتریکی خواهد بود. باتری‌های حالت جامد احتمالاً یکی از بزرگ‌ترین تردیدهایی را که مصرف‌کنندگان ممکن است در مورد استفاده از خود روهای تمام برقی‌ دارند برطرف می‌کنند: اضطراب برد.
بر اساس گزارش اتحادیه اروپا برای حمل و نقل و محیط زیست مستقر در بروکسل، SSB ها همچنین پتانسیل کاهش ردپای کربن باتری های EV را تا 39 درصد در مقایسه با باتری های لیتیوم یون مایع دارند. فدراسیون می گوید اگرچه ساخت باتری‌ جامد تا 35 درصد بیشتر از لیتیوم-یون فعلی لیتیوم مصرف می کند، اما به گرافیت و کبالت کمتری نیز نیاز دارد.

چرا هنوز باتری‌ جامد در خودروهای الکتریکی استفاده نمیشوند؟
وعده SSB ها به طرز وسوسه انگیزی خوب به نظر می رسد. با این حال، توجه به این نکته مهم است که این فناوری به طور کامل توسعه نیافته و هنوز آزمایش نشده است، بنابراین باید کمی صبر کرد. کریس مارتین، مسئول ارتباطات فناوری پیشرفته هوندا، به PopSci می‌گوید که توسعه مواد بهینه برای باتری‌های حالت جامد، و ایجاد یک فرآیند تولید کارآمد، بسیار چالش برانگیز است.
مارتینن می گوید: باتری های کوچک را در آزمایشگاه به راحتی می توان ساخت اما تولید انبوه این محصولات در مقیاس بزرگ بسیار دشوار تر است. هوندا تقریباً 10 سال پیش روند توسعه تمام فناوری باتری های حالت جامد را آغاز کرد و ما پیش بینی می کنیم که هنوز زمان بیشتری برای دستیابی به تولید انبوه با استانداردهای کیفیت دقیق هوندا طول خواهد کشید.
مارتین می گوید: هوندا در حال پیشرفت است و تقریباً 43 میلیارد ین (نزدیک به 300 میلیون دلار) برای ایجاد یک خط تولید آزمایشی در توچیگی ژاپن برای تولید باتری های حالت جامد سرمایه گذاری خواهد کرد و هدف آن معرفی خودروهای برقی با تمام باتری های حالت جامد به بازار در نیمه دوم این دهه خواهد بود.