جنرال موتورز با توسعه باتری لیتیوم منگنز جدید (LMR) در دیترویت قصد دارد با کاهش هزینه و افزایش برد جایگاه خود را در رقابت با چین بازپس گیرد.
به گزارش تکناک، شرکت جنرال موتورز در حالی سرمایه‌گذاری سنگینی را بر فناوری‌های نوین باتری انجام می‌دهد که بازار خودروهای برقی جهان با کاهش تقاضا نوسان قیمتی و چالش‌های سیاسی روبه‌رو شده است.
این شرکت آمریکایی با رونمایی از نسل تازه‌ای از باتری‌ها در مرکز تحقیقاتی Wallace Battery Cell Innovation Center در حومه دیترویت می‌کوشد جایگاه خود را در رقابت جهانی با چین بازیابد و آینده خودروهای برقی را دوباره تعریف کند.
در این مرکز پیشرفته گروهی از دانشمندان و مهندسان GM در حال بررسی دقیق سلول‌های لیتیوم یون هستند. آنها مقاومت این سلول‌ها را در برابر گرمای بیابان سرمای قطبی رطوبت استوایی و چرخه‌های فشرده شارژ و دشارژ آزمایش می‌کنند.
در یکی از بخش‌های کلیدی دستگاهی موسوم به Megashaker با لرزش‌های هیدرولیکی شدید استحکام باتری‌های 205 کیلووات ساعت را که برای مدل‌هایی مانند Cadillac Escalade IQ طراحی شده‌اند در شرایط واقعی جاده‌ای شبیه‌سازی می‌کند. GM با استفاده از این فناوری می‌تواند معادل 10 سال یا 400 هزار کیلومتر کارکرد را تنها در شش ماه بازسازی کند.
این تلاش‌ها در شرایطی انجام می‌شود که بازار خودروهای برقی با مشکلاتی جدی روبه‌رو است. افزایش قیمت‌ها کاهش حمایت‌های دولتی و بازگشت سیاست‌های سوخت فسیلی از سوی دولت Trump باعث شده فروش خودروهای برقی کاهش یابد. حذف اعتبار مالیاتی 7500 دلاری برای خودروهای پاک که تا پیش از این نقش مهمی در رشد فروش GM داشت زیانی 1.6 میلیارد دلاری را در سه‌ماهه اخیر به شرکت تحمیل کرده است. GM این زیان را مستقیماً ناشی از سیاست‌های جدید دولت فدرال می‌داند که با تضعیف مقررات زیست‌محیطی مسیر را برای خودروهای بنزینی باز کرده است.
با این وجود GM تصمیم گرفته به جای عقب‌نشینی راهی تهاجمی در پیش گیرد. این شرکت در کنار تقویت بخش خودروهای احتراق داخلی (ICE) بر توسعه فناوری‌های نوین برقی متمرکز شده است. مهم‌ترین دستاورد جدید آن معرفی نوع تازه‌ای از باتری‌های لیتیوم منگنز غنی (LMR) است که قرار است جایگزین باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP) چینی شود.
به گفته مهندسان GM این باتری‌های جدید با هزینه‌ای مشابه LFP حدود 30 درصد برد بیشتری دارند و می‌توانند خودروهایی با برد بیش از 640 کیلومتر تولید کنند. همچنین هر بسته باتری LMR حدود 6000 دلار ارزان‌تر از نمونه‌های نیکل بالا خواهد بود؛ صرفه‌جویی‌ای که تقریباً معادل حذف یارانه فدرال است. این فناوری از سال 2028 در خودروهای بزرگ GM از جمله SUVها و وانت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اندی اُری مهندس ارشد GM می‌گوید این فناوری برد طولانی و قیمت مناسب را هم‌زمان ارائه می‌کند و راه را برای رقابت واقعی با مدل‌های بنزینی هموار می‌سازد.
کرت کلتی معاون بخش باتری و پایداری GM و از مدیران سابق Tesla نیز می‌گوید در صنعت باتری معمولاً فناوری‌های جدید روی کاغذ جذاب‌اند اما در عمل ناپدید می‌شوند. اما LMR واقعاً کارآمد است و آماده تولید انبوه می‌باشد. به گفته او GM تاکنون بیش از پنج میلیارد دلار در زیرساخت‌های باتری سرمایه‌گذاری کرده و 900 میلیون دلار دیگر نیز برای ساخت دو مرکز جدید اختصاص داده است.
این باتری‌ها نه‌تنها از نظر عملکرد بلکه از لحاظ تأمین مواد اولیه نیز به نفع آمریکا هستند. برخلاف LFP که منشأ چینی دارد LMR می‌تواند با تکیه بر زنجیره تأمین داخلی تولید شود. کلتی یادآوری می‌کند که فناوری LFP در اصل در دانشگاه تگزاس توسعه یافته بود اما شرکت‌های چینی با نقض مالکیت فکری آن را به بهره‌برداری رساندند. اکنون GM امیدوار است با LMR عملکردی فراتر از LFP اما با هزینه‌ای مشابه ارائه کند.
فناوری LMR بیش از یک دهه پیش ابداع شده بود اما به دلیل افت ولتاژ در طول زمان به تولید صنعتی نرسیده بود. GM طی پنج سال گذشته با توسعه تدریجی از سلول‌های کوچک به سلول‌های منشوری بزرگ‌تر توانسته این مشکل را حل کند.
GM پیش‌تر نیز با سرمایه‌گذاری روی باتری‌های نیکل کبالت منگنز (NCM) نقش مهمی در توسعه صنعت باتری آمریکا داشته است. هرچند در آغاز تولید انبوه با دشواری‌هایی روبه‌رو شد اما اکنون با همکاری LG Energy Solution در ایالت‌های اوهایو و تنسی بزرگ‌ترین تولیدکننده سلول باتری در آمریکای شمالی است.
تفاوت اصلی LMR در ترکیب شیمیایی آن نهفته است. در حالی که باتری‌های NCM تا 85 درصد نیکل دارند LMR شامل 70 درصد منگنز حدود 30 درصد نیکل و کمتر از دو درصد کبالت است. این تغییر باعث کاهش چشمگیر هزینه و وابستگی به منابع معدنی پرریسک مانند کبالت می‌شود.
از سوی دیگر مرکز Wallace با تکیه بر فناوری‌های شبیه‌سازی دیجیتال زمان آزمایش و تولید باتری‌های جدید را تا 60 درصد کاهش داده است. مدل‌سازی مجازی می‌تواند صدها سناریوی واقعی از چگالش تصادف و فرسایش را قبل از ساخت نمونه فیزیکی بازسازی کند. GM تاکنون بیش از 2.25 میلیون کیلومتر رانندگی مجازی و 150 میلیون ساعت محاسبات انجام داده است تا دوام و بازده LMR را از سطح اتمی تا بسته کامل بهینه کند.
در کنار مرکز Wallace تأسیسات جدیدی به نام Ancker Johnson نیز در دست ساخت است که به عنوان پل میان تحقیقات آزمایشگاهی و تولید صنعتی عمل خواهد کرد. GM پیش‌بینی می‌کند با تکیه بر این شبکه پژوهشی و تولیدی بتواند زمان ورود فناوری‌های جدید به بازار را تا یک سال کاهش دهد.
در شرایطی که دولت فدرال حمایت مالی از خریداران خودروهای برقی را متوقف کرده GM برای حفظ فروش خود فعلاً هزینه این تخفیف‌ها را از منابع داخلی پرداخت می‌کند. هرچند این اقدام فشار مالی مضاعفی بر شرکت وارد کرده است مدیران GM معتقدند حذف یارانه‌ها در نهایت به نفع صنعت خواهد بود زیرا شرکت‌ها را به کاهش هزینه و رقابت واقعی وا می‌دارد.
کلتی در پایان می‌گوید وقتی قیمت نهایی خودروهای برقی با مدل‌های بنزینی برابر شود دیگر دوران موتورهای احتراق داخلی به پایان می‌رسد چون تجربه رانندگی با EV به مراتب برتر است.
