- يمكن للبطارية الجديدة أن تزيد نطاق السيارة الكهربائية بشكل كبير
- تتميز كيمياء الحالة شبه الصلبة بكثافة طاقة أكبر بنسبة 30%
- وعدت بكثافة أعلى ووزن أقل وعامل شكل أصغر
يقال إن باحثين من جامعة نانكاي في تيانجين، الصين، قاموا بتطوير واختبار بطارية شبه صلبة توفر زيادة بنسبة 30٪ في كثافة الطاقة مقارنة ببعض بطاريات الليثيوم أيون الرائدة المعروضة للبيع حاليًا.
وفقًا لإعلان الباحثين (عبر Live Science)، فإن التكرار الحالي لحزمة البطارية شبه الصلبة يوفر كثافة طاقة تبلغ 288 واط ساعة/كجم على مستوى النظام، عند الأخذ في الاعتبار أنظمة التبريد والأسلاك والدعامات الهيكلية وأجهزة السلامة.
ويقال إن كثافة الطاقة للعبوة المعزولة تبلغ 500 واط/كجم، في حين يقول العلماء أنهم يعملون بالفعل على تكرارات يمكن أن تتجاوز 340 واط/كجم على مستوى العبوة.
مع عامل شكل أصغر ووزن أقل وزيادة كثافة الطاقة الإجمالية، يدعي فريق جامعة نانكاي أن نسخة الإنتاج البالغة 142 كيلووات في الساعة من حزمة الأبحاث الخاصة به تتيح نطاق قيادة للمركبة الكهربائية يزيد عن 1000 كيلومتر بعد التثبيت، وهو ما يزيد عن 620 ميلاً بشحنة واحدة.
لا تزال التفاصيل غير واضحة بشأن نوع السيارة الكهربائية التي تم استخدامها أثناء الاختبار وما إذا كانت هذه هي الأرقام الرسمية لدورة اختبار المركبات الخفيفة (CLTC) في الصين. لكن التقارير تشير إلى أن التكنولوجيا تخضع بالفعل لترقيات متكررة ومن المتوقع أن تحقق كثافة طاقة لنظام البطارية تتجاوز 340 وات/كجم، وسعة إجمالية تزيد عن 200 كيلووات/ساعة ونطاق قيادة يتجاوز 1600 كيلومتر – ما يقرب من 1000 ميل من القيادة بشحنة واحدة.
تجدر الإشارة في هذه المرحلة إلى أن كلاً من دورات اختبار WLTP في أوروبا وأرقام وكالة حماية البيئة في أمريكا الشمالية أقل سخاءً بكثير من تلك المذكورة في الصين، في حين أن ظروف القيادة في العالم الحقيقي تقلل من أرقام المدى بشكل أكبر.
القاعدة الأساسية هي طرح حوالي 30% من تلك الأرقام المطالب بها للاقتراب من شيء يمكن لمالك السيارة الكهربائية تحقيقه في ظل ظروف القيادة الحقيقية. لذا فإن 620 ميلًا تصبح بسرعة حوالي 430 ميلًا و1000 ميل تصبح 700 ميل.
ومع ذلك، فإن هذا مثير للإعجاب بشكل كبير بالمقارنة مع النطاق الذي اقتبسته بعض تقنيات الليثيوم أيون الرائدة المعروضة للبيع حاليًا. ووفقا لموقع Live Science، تعتمد بطارية جامعة نانكاي على كاثود المنغنيز الغني بالليثيوم ونظام إلكتروليت هجين صلب-سائل.
يجمع التصميم الهجين بين مزايا بنية الحالة الصلبة والإلكتروليت المركب “الفائق الترطيب”، والذي يهدف إلى تحسين التوصيل الأيوني والسلامة.
ويشير التقرير إلى أن “التبول الفائق يشير إلى انتشار الإلكتروليت عبر أسطح ومسام مواد البطارية واختراقها بالكامل، مما يزيد من الاتصال بينها وبين المواد النشطة حتى تتمكن الأيونات من التحرك بكفاءة أكبر”.
وفقًا للبيان الصادر عن جامعة نانكاي، تقدم تقنية البطاريات أيضًا تقنية أنود الليثيوم لأول مرة، والتي تعالج مشكلات “التكلفة العالية والمخاطر العالية المرتبطة باستخدام شرائح الليثيوم المعدنية”، مما يؤدي على ما يبدو إلى تبسيط عملية التصنيع، وتقليل تكاليف الإنتاج وتحقيق “اختراقات كبيرة” في عمر دورة البطارية وسلامتها.
التحليل: قفزة هائلة إذا صحت
ويجب علينا أن نحذر من ذلك مع حقيقة أن النتائج تأتي من التعاون بين الجامعة والصناعة مع مركز التكنولوجيا التابع لشركة China Auto New Energy ولم يتم التحقق منها بشكل مستقل في الأبحاث الخاضعة لمراجعة النظراء.
ومع ذلك، إذا كانت هذه الادعاءات صحيحة، فإن الباحثين يعملون بالفعل على تكنولوجيا البطاريات شبه الصلبة التي يمكن أن تتجاوز 340 وات/كجم على مستوى العبوة. قم بإقران هذا مع حزمة سعة إجمالية هائلة تبلغ 200 كيلو وات في الساعة ويمكن أن يتجاوز النطاق بشكل فعال علامة 1000 ميل.
وعلى الرغم من أن هذا أمر مثير، إلا أنه يبدو وكأنه قفزة هائلة عما نحن فيه اليوم.
على سبيل المثال، أصبحت MG مؤخرًا واحدة من أوائل الشركات المصنعة العالمية التي تقدم تقنية البطاريات شبه الصلبة على نطاق واسع في طراز MG 4.
في هذه الحالة، تشتمل العبوة على 5% فقط من السائل في الإلكتروليت، ومع ذلك تتمتع بكثافة طاقة تبلغ 180 وات/كجم، مما يوفر نطاقًا يبلغ 333 ميلًا في اختبارات CLTC من حزمة 53.95 كيلووات/ساعة.
للوصول إلى المستويات القصوى لمسافة 1000 ميل، يقترح باحثو جامعة نانكاي مضاعفة سعة البطارية أربع مرات تقريبًا، الأمر الذي سيكون له بطبيعة الحال تأثير هائل على الحجم الفعلي ووزن العبوة، ناهيك عن آثار التكلفة المرتبطة به.
ومع ذلك، يدعي الباحثون أنه من خلال زيادة كثافة الطاقة بشكل كبير، فإن هذا سيؤدي بدوره إلى عوامل شكل أصغر ووزن أقل.
إذا كان الأمر كذلك، فيمكننا أن ننظر إلى تقنية بطاريات السيارات الكهربائية التي تفوق بكثير نظيراتها من محركات الاحتراق عندما يتعلق الأمر بالمسافة المقطوعة بين التوقفات.
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع، يمكنك أيضًا متابعة TechRadar على يوتيوب و تيك توك للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات