السيارات الكهربائية.. تقنية بطاريات جديدة ترفع مداها 50%

تدخل بطاريات السيارات الكهربائية مرحلة جديدة، بفضل تقنية مبتكرة ترفع مدى المركبات منخفضة الانبعاثات بنسبة تصل إلى 50%، وفق متابعات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وتعتمد التقنية الجديدة على غلق الأقطاب الكهربائية في أشرطة بوليمر رقيقة، ودمجها مباشرة في مجموعة الخلية؛ ما يُسهم بتطوير كفاءة مجموعة البطارية وتعظيم كفاءة الطاقة.

ويشير مصطلح "مجموعة البطارية" إلى جهاز أو نظام يتألّف من خلية أو خلايا بطارية فردية متصلة معًا لتخزين الكهرباء.

ونظرًا إلى أن النسبة الأكبر من البطارية مُصنّعة من مكونات تخزين الكهرباء، يمكن للمُصنّعين تحقيق أعلى كثافة طاقة لأي مادة كيميائية على مستوى المجموعة.

ويتيح الابتكار الجديد المسمى "24 إم إي تي أو بي" (24M ETOP) خيارًا حاسمًا لمصنعي السيارات الذين يمكنهم إما تقديم مدى محسن للسيارات الكهربائية إلى العملاء عبر وضع المزيد من الطاقة في مجموعة بالحجم نفسه، وإما تقليل تكاليف السيارة عبر استعمال مواد كيميائية أقل تكلفة.

ويمكن، على سبيل المثال، رفع سعة بطارية "النيكل منغنيز فوسفات" إلى أكثر من 100 كيلوواط/ساعة باستعمال الكيمياء نفسها؛ ما يعزّز مدى السيارات الكهربائية بنسبة 33% في مجموعة بالحجم ذاته.

حزمة جديدة

طرحت شركة "24 إم تكنولوجيز" (24M Technologies) المتخصصة في تصميمات البطاريات، نظام حزمة جديدة تزعم أن لديه القدرة على زيادة مدى السيارة الكهربائية بنسبة تصل إلى 50% عبر تحسين كثافة الطاقة، وفق ما أورده موقع "إلكتريك آند هيبريد".

ويستغني "24 إم إي تي أو بي" عن خلايا البطارية التقليدية عبر دمج الأقطاب الكهربائية مباشرةً في مجموعة البطارية.

وتعالج تلك التقنية معضلة عدم الكفاءة الرئيسة في بطاريات الليثيوم أيون الحالية المستعمَلة على نطاق واسع في السيارات الكهربائية؛ حيث تشغل المواد غير النشطة -مثل المعادن الداعمة والبلاستيك- داخل أغلفة الخلايا نسبة كبيرة من المساحة.

وتحوي مجموعات البطاريات -عادةً- أقطابًا كهربائية تشغَل نسبة تتراوح من 30% إلى 60% من حجمها، في حين تشغَل مكونات هيكلية المساحة المتبقية.

آلية عمل التقنية

تعمل تقنية "24 إم إي تي أو بي" على غلق أزواج الكاثود والأنود في أشرطة بوليمر رقيقة؛ ما ينهي الحاجة إلى وجود خلايا ووحدات فردية.

وتتيح آلية التقنية تلك للأقطاب الكهربائية تشكيل 80% من حجم مجموعة البطارية، حسب ما قالته الشركة وتابعته منصة الطاقة المتخصصة.

ويمكن أن يعمل هذا النظام مع أنواع مختلفة من كيمياء البطاريات، بما في ذلك "النيكل منغنيز كوبالت" (NMC)، و"فوسفات الحديد والليثيوم" (LFP)، و"النيكل كوبالت ألمنيوم" (NCA)، و"الصوديوم أيون"، وغيرها.

وتقدم الشركة المصنعة للتقنية الجديدة مثالًا على آلية عمل التقنية؛ إذ يمكن زيادة بطارية "النيكل منغنيز كوبالت" سعة 75 كيلوواط/ساعة والمستعمَلة عادةً في السيارات الكهربائية متوسطة الحجم إلى أكثر من 100 كيلوواط/ساعة عبر استعمال الكيمياء وحجم المجموعة كليهما؛ ما يمثّل زيادة في المدى بنسبة 33%.

وبدلًا من ذلك، يمكن للمصنعين استعمال كيمياء بطارية "فوسفات الحديد والليثيوم" الأقل تكلفة مع الحفاظ على المدى المتحقق نفسه في مجموعة بطارية "النيكل منغنيز كوبالت" التقليدية.

تصميم مرن

بالإضافة إلى التحسينات في كثافة الطاقة، تتيح تقنية "24 إم إي تي أو بي" مرونة كبيرة في التصميم تدعم مجموعة البطارية في أشكال مختلفة، وجُهد متنوع.

ويمكن ترتيب الأقطاب الكهربائية المحكمة على التوالي والتوازي؛ ما يدعم جُهدًا تتفاوت شدته من 48 فولتًا حتى 400 إلى 800 فولت.

وتشتمل فوائد التصنيع على تخفيف معايير الأمان بالنسبة إلى الأقطاب الكهربائية الفردية وخفض تكاليف الاستثمار في المعدات، وفق تفاصيل اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وقالت الشركة المصنعة لتقنية بطارية السيارة الكهربائية الجديدة إن النظام يعمل على إنهاء الحاجة إلى معدات تصنيع عالية الدقة تمَسّ الحاجة إليها عادةً لإنتاج البطاريات التقليدية.

تغيير شامل في الأداء

قال الرئيس والمدير التنفيذي لشركة "24 إم تكنولوجيز"، ناوكي أوتا: "تُحدِث تقنية (24 إم إي تي أو بي) تغييرًا شاملًا في الأداء؛ إذ إنها تستبدل البناء (من القطب الكهربائي إلى المجموعة) بالبناء التقليدي (من الخلية إلى الوحدة إلى المجموعة)؛ ما يعمل على تعظيم كثافة الطاقة".

وأضاف: "التقنية تسهّل عملية بناء بطاريات مرنة وآمنة وعالية الجُهد؛ ما يمهد لثورة محتملة بالنسبة إلى مصنعي بطاريات السيارة الكهربائية، من حيث المدى الأطول باستعمال الكيمياء نفسها أو المدى ذاته بتكلفة منخفضة، إلى جانب كيمياء آمنة".

ويمكن دمج التقنية الجديدة مع منتجات أخرى تحمل علامة "24 إم" التجارية بما في ذلك جهاز الفصل إمبرفيو (Impervio) وأنظمة الإلكتروليت إترنالايت (Eternalyte).

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصدر:
1. تقنية بطاريات ترفع مدى السيارات الكهربائية بنسبة 50% من موقع "إليكتريك أند هيبريد".