فناوری باتری خودرو‌های برقی تا سال ۲۰۳۰ چه تغییراتی می‌کند؟

به گزارش می‌متالز، در دهه گذشته شاهد پیشرفت قابل توجهی در فناوری باتری خودرو‌های الکتریکی (EV) بودیم. طی این مدت عملکرد باتری‌ها و هزینه تمام‌شده آن‌ها به‌عنوان دو مورد از حیاتی‌ترین زمینه‌های تکنیکی با بهبود چشمگیری مواجه شد. با نگاهی به‌آینده نزدیک تا سال ۲۰۳۰، به‌احتمال زیاد این روند با شیب تندتری ادامه خواهد داشت و چندین تحول هیجان‌انگیز و خیره‌کننده در راه خواهد بود.
یکی از روند‌های کلیدی در باتری‌های EV تغییر به‌سمت فناوری حالت جامد (SOLID-STATE) است. باتری‌های حالت جامد، الکترولیت مایع موجود در باتری‌های لیتیوم-یون سنتی را با یک الکترولیت حالت جامد جایگزین می‌کنند.
این فناوری امکان شارژ سریع‌تر، برد طولانی‌تر و ایمنی بهتر را فراهم می‌کند؛ زیرا باتری‌های حالت جامد کمتر مستعد فرار حرارتی (افزایش کنترل نشده حرارت در یک سلول) هستند. با توجه به‌این‌که باتری‌های حالت جامد صرفا مدت کوتاهی است که درحال توسعه بوده‌اند، می‌توان انتظار داشت تا سال ۲۰۳۰ آن‌ها را در خودرو‌های برقی تجاری ببینیم. برای مثال تویوتا اعلام کرده است قصد دارد تا اواسط این دهه باتری‌های حالت جامد را در خودرو‌های برقی خود معرفی کند. ب‌ام‌و و فولکس‌واگن نیز درحال سرمایه‌گذاری روی این فناوری هستند.
یکی دیگر از روند‌های قابل توجه، استفاده از مواد جدید در باتری‌های EV است. یکی از امیدوارکننده‌ترین مواد، سیلیکون است که پتانسیل افزایش چگالی انرژی باتری و کاهش هزینه‌ها را دارد. درحال حاضر، آند در بیشتر باتری‌های لیتیوم-یونی از گرافیت ساخته شده است که چگالی انرژی را محدود می‌کند. با این حال، استفاده از سیلیکون به‌عنوان ماده آند می‌تواند چگالی انرژی را تا ۱۰ برابر افزایش دهد. این می‌تواند به‌این معنی باشد که خودرو‌های برقی می‌توانند با یک بار شارژ بسیار بیشتر حرکت کرده و برای دارندگان خودرو‌های برقی تجربه کاربردی‌تر و جذاب‌تری را ایجاد کنند. تسلا یکی از شرکت‌هایی است که درباره استفاده از سیلیکون در باتری‌های EV تحقیقات گسترده‌ای کرده و از آن در مقادیر کم در باتری‌های پیشرفته خود استفاده کرده است.
علاوه‌بر سیلیکون، مواد دیگری مانند لیتیوم-گوگرد (Li-S) و لیتیوم-هوا (Li-Air) نیز برای استفاده در باتری‌های EV مورد توجه واقع شده‌اند. باتری‌های لیتیوم-گوگرد مزیت ذخیره انرژی بیشتر و سبک‌تر بودن را نسبت به‌باتری‌های لیتیوم-یون سنتی دارند؛ درحالی که باتری‌های Li-Air می‌توانند حتی چگالی انرژی بالاتری داشته باشند. با این حال، هر دو فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند و ممکن است تا سال ۲۰۳۰ از نظر تجاری در دسترس نباشند.
یکی دیگر از حوزه‌های تمرکز فناوری باتری EV، کاهش هزینه‌هاست. درحالی که هزینه باتری‌های لیتیوم-یونی در سال‌های اخیر به‌طور چشمگیری کاهش یافته، اما همچنان مانع مهمی برای پذیرش گسترده خودرو‌های الکتریکی است. یکی از راه‌های کاهش هزینه‌ها، بهبود فرآیند تولید است. به‌عنوان مثال، تسلا یک فرآیند جدید تولید باتری به‌نام طراحی (Tabless) را توسعه داده است که زبانه ترمینال‌های مورد استفاده برای اتصال سلول‌های باتری را حذف می‌کند و این فرآیند را کارآمدتر و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
راه دیگر برای کاهش هزینه‌ها افزایش طول عمر باتری‌های EV است. درحال حاضر، طول عمر بیشتر باتری‌های لیتیوم-یونی حدود ۱۰ سال یا ۱۶۰ هزار کیلومتر است. با این حال، اگر عمر باتری‌های EV را بتوان به ۱۵ یا ۲۰ سال افزایش داد، می‌تواند به‌طور قابل توجهی هزینه کل مالکیت یک خودرو الکتریکی را کاهش دهد. برای دستیابی به‌این هدف، سازندگان باتری درحال آزمایش مواد شیمیایی و طرح‌های جدیدی هستند که می‌تواند دوام باتری را بهبود بخشیده و با کاهش روند تخریب آن، عمر طولانی باتری‌ها را تضمین کنند.
به‌طور خلاصه، فناوری باتری EV قرار است در آینده (تا سال ۲۰۳۰) پیشرفت چشمگیری داشته باشد. درنهایت با تغییر مسیر به‌سمت فناوری حالت جامد، استفاده از مواد جدید مانند سیلیکون و توسعه این پیشرفت‌ها احتمالا شاهد برد طولانی‌تر، شارژ سریع‌تر و هزینه‌های پایین‌تر برای خودرو‌های برقی خواهیم بود و باتری‌های آینده به‌گزینه‌هایی جذاب‌تر و کاربردی‌تر برای مصرف‌کنندگان خودرو‌های برقی تبدیل می‌شوند.

منبع: دنیای خودرو (اخبار خودرو)