ما هي بطاريات الحالة الصلبة في السيارات الكهربائية وهل تتفوق على بطاريات الليثيوم أيون؟

المربع نت – مع تطور صناعة السيارات الكهربائية بدأت مشكلات بطاريات الليثيوم أيون بالظهور بوضوح، لنتابع العديد من التقارير التي تفيد بتوجه العديد من العلامات التجارية العالمية إلى تطوير بطاريات الحالة الصلبة بجانب بطاريات الليثيوم أيون لاستخدامها في السيارات الكهربائية نظراً للمميزات المتعددة.

يمكن التفرقة سريعاً بين بطاريات الليثيوم أيون و بطاريات الحالة الصلبة، أن بطاريات الليثيوم أيون تحتوى على إلكتروليت سائل، بينما تتميز بطاريات الحالة الصلبة كما يوحي اسمها أنها صلبة من الداخل وتعتمد على موصلات داخلية بديلة لنقل الطاقة الكهربائية والاحتفاظ بها.

تتميز بطاريات الحالة الصلبة أنها أخف وزناً من بطاريات الليثيوم أيون، مع كثافة طاقة كهربائية أكبر لتوفر نطاق كهربائي أفضل مع إمكانية إعادة الشحن بشكل أسرع بمراحل متعددة، ولكن تواجه الشركات العديد من الصعوبات لتطوير بطاريات الحالة الصلبة ليتم استخدامها في السيارات الكهربائية.

ما هي البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية؟

في البداية يجب التعرف على البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية، بداية من عام 1996 حيث أطلقت جنرال موتورز أول سيارة كهربائية كوبية تعمل ببطارية الرصاص الحمضية، ولكن لم تثبت فعاليتها، لذلك قدمت جنرال موتورز الجيل الثاني من السيارة الكهربائية بعد 3 سنوات ببطارية هيدريد بمعدن النيكل.

ساهمت بطارية هيدريد بمعدن النيكل بزيادة مدى الحركة للسيارة إلى الضعف لتصل إلى 228 كيلومتر بالشحنة الواحدة، ولكن لم تنجح أيضاً هذه السيارة الكهربائية، لنشاهد فيما بعد بداية استخدام بطاريات الليثيوم أيون والتي ظهرت في سيارة تيسلا رودستر للمرة الأولى.

تميزت بطاريات الليثيوم أيون بعمر أطول للبطارية وأداء أفضل في درجات الحرارة المختلفة، مع مكونات داخلية قابلة لإعادة التدوير وكثافة طاقة أعلى من البطاريات الأخرى، وهي التي يتم استخدامها في جميع الإلكترونيات الاستهلاكية مثل الهواتف الذكية وغيرها من الأجهزة المتعددة.

عيوب بطاريات الليثيوم أيون

تعتمد بطاريات الليثيوم أيون على السوائل بداخلها، والتي تعمل على زيادة وزن البطارية إلى حد كبير، بالإضافة إلى استخدامها للإلكتروليت القابل للاشتعال، حيث من الممكن أن لا تكون البطارية في حالة مستقرة في درجات الحرارة المرتفعة مما يساهم في انفجارها، متسببة في العديد من الحرائق، ويمكن أن تتلف بسبب درجات الحرارة أو حتى بسبب شحنها بطريقة غير صحيحة.

ما هي بطاريات الحالة الصلبة؟

تتميز هذه البطاريات بعدم استخدامها للمواد السائلة القابلة للاشتعال، حيث تعتمد على مواد صلبة بداخلها مثل السيراميك والزجاج، لتصبح أكثر استقراراً وإحكاماً من بطاريات الليثيوم أيون، وبالفعل يتم استخدام هذه البطاريات في أجهزة صغيرة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة المختلفة.

توفر هذه البطاريات العديد من المميزات للسيارات الكهربائية، مثل إمكانية الشحن السريع، ومدى الحركة الأكبر، مع إمكانية تخزين المزيد من الطاقة في حجم أقل من بطاريات الليثيوم أيون، وتتميز بالعمر الافتراضي الطويل، حيث تفقد بطاريات الليثيوم أيون 10% من طاقتها بعد 1,000 دورة شحن، في المقابل تفقد بطاريات الحالة الصلبة نفس النسبة بعد 5,000 دورة شحن.

استخدام بطاريات الحالة الصلبة في السيارات الكهربائية

على الرغم من العديد من الفوائد الكبيرة التي تقدمها بطاريات الحالة الصلبة، لكن لم تصل بعد إلى المستوى المطلوب لاستخدامها في السيارات الكهربائية، حيث لا تزال تحتاج المزيد من الوقت والأبحاث المكلفة لتطويرها من استخدامها في أجهزة تنظيم نبض القلب والساعات الذكية إلى السيارات الكهربائية.

تستثمر الآن العديد من شركات السيارات ميزانيات تتجاوز 100 مليون دولار (375 مليون ريال) لتطوير بطاريات الحالة الصلبة ليمكن استخدامها في السيارات الكهربائية في المستقبل، وشهدنا بالفعل تقرير يفيد أن نيسان سوف تكشف عن أول سيارة كهربائية مزودة ببطارية الحالة الصلبة في عام 2028 القادم، وحتى تقدم إحدى الشركات هذه البطارية في سياراتها لا يسعنا سوا الانتظار لاكتشاف قدرات هذه البطاريات في السيارات الكهربائية، والتي سوف تحدث فارق كبير بهذه الصناعة.

شاهد أيضاً:

المصدر: JDPOWER