حاليًا، بالنسبة للمركبات الكهربائية النقية، بالإضافة إلى التحسين المستمر لقضايا السلامة، فإن أكبر مشكلة هي عمر بطارية الطاقة الأساسية. استجابةً لهذه المشكلة، تستخدم المزيد من شركات السيارات حاليًا بطاريات من الموردين، وفي الوقت نفسه تقدم بعض السياسات مثل استبدال البطارية؛ بينما بالنسبة لشركات أخرى، فهي تطور البطاريات باستمرار، مثل BYD وتسلا. ومن الحقائق التي لا يمكن إنكارها أن تسلا تعمل أيضًا على أبحاث وتطوير البطاريات.
في سبتمبر 2020، أطلق ماسك منتج بطارية جديد، بطارية 4680، التي تكفي لقلب قوة المركبات الكهربائية في "يوم بطارية تسلا"! تتمتع بطارية 4680 بمزايا واضحة. مقارنة ببطارية 2170، تزيد عمر البطارية بنسبة 54٪، وتخفض التكلفة بنسبة 56٪، وتقلل الاستثمار في المعدات لكل وحدة من القدرة الإنتاجية بنسبة 69٪. إذا أمكن إنتاج بطارية 4680 بكميات كبيرة، فستصبح سلاح تسلا القوي.
كانت تسلا دائمًا متواضعة في أبحاث وتطوير البطاريات
أكثر من ذلك، كانت تسلا دائمًا متواضعة في أبحاث وتطوير البطاريات. في 23 أبريل من نفس العام، أعلنت الملكية الفكرية الدولية أن تسلا قدمت طلب براءة اختراع لمصعد النيكل-الكوبالت-الألمنيوم (NCA) الذي تم تطويره لبطاريتها "المليون ميل". وفقًا للوصف في وثائق براءة اختراع تسلا، باستخدام هذه البطارية المصعدية، من المتوقع أن يتجاوز عمر البطارية مليون ميل (1.609 مليون كيلومتر) وأن يكون السعر أرخص!
مؤخرًا، أعلن فريق تسلا عن استنتاج ورقة بحثية يتجاوز خيال الجميع: تصميم بطارية جديدة يمكن أن يجعل عمر البطارية يتجاوز 100 عام. على الرغم من أن ما نعرفه حاليًا هو مجرد تعبيرات لفظية، إلا أن الورقة نُشرت في مجلات SCI، ويمكن تخيل تأثيرها. هذا يعني، ربما يتجاوز عمر بطارية تسلا عمر السيارة في المستقبل؟ هل لم تعد سيارات تسلا بحاجة للقلق بشأن البطاريات؟
تصميم البطارية يعتمد بشكل رئيسي على أكسيد النيكل والكوبالت والليثيوم والمنغنيز كمصعد إيجابي (NMC 532) يمكنه العمل عند جهد منخفض يبلغ 3.8 فولت، وفي الوقت نفسه متوافق مع إلكتروليت ملح ليثيوم بيسفلوروسلفونيميد (LiFSI)، مما يجعل بطارية NMC 532 تتجنب مشاكل التآكل الناتجة عن الضغط العالي. كما يستخدم البحث مجموعة من البيانات لعرض عمر البطارية. على وجه التحديد، إذا تم التحكم في درجة الحرارة عند 25 درجة مئوية، فإن بطارية NMC 532 لا تظهر فقدانًا كبيرًا بعد ما يقرب من 2000 دورة شحن وتفريغ، مما يعني أن عمر خدمة بطارية NMC 532 قد يتجاوز 2000 دورة شحن وتفريغ، أي أكثر من 100 عام.
ليس ذلك فحسب، بل إن NMC 532 تتميز أيضًا بكثافة طاقة خاصة تبلغ 495 واط-ساعة لكل لتر، وهي أعلى من العديد من البطاريات الحالية، مما يعني أن البطارية يمكن أن تقلل من المساحة التي تشغلها السيارة مرة أخرى، بحيث تكون السيارة المزودة بهذه البطارية أكثر إبداعًا في التصميم.
بحوث داهن في مجال بطاريات الأيون
يُعتبر داهن عالمًا بارزًا معترفًا به في مجال بطاريات الليثيوم أيون، التي يعمل عليها منذ نشأتها. يركز بحثه على تحسين كثافة الطاقة وعمر بطاريات الليثيوم أيون، بالإضافة إلى تقليل تكلفتها.
في مارس من هذا العام، ذكر داهن بطارية بعمر 4 ملايين ميل (حوالي 6.43 مليون كيلومتر) في خطاب له. تقول مراجعات السوق إنه إذا تحقق اختراع داهن، فسيكون NMC 532 قفزة أخرى في تكنولوجيا البطاريات. لكن التحليل يبرز أيضًا أنه، بالنظر إلى متوسط عمر السيارة في الولايات المتحدة الذي يبلغ 12 عامًا فقط، قد لا تتمكن السيارة من استخدام بطارية بعمر أكثر من 100 عام. وبسبب ندرة موارد الكوبالت المتزايدة، قد يكون سعر بطاريات الليثيوم نيكل-كوبالت-منغنيز مرتفعًا نسبيًا، مما يصعب على المستهلكين تحمل تكلفتها. ومع ذلك، هناك حجة تقول إن التكنولوجيا يمكن أن تدعم تخزين الطاقة الساكنة. أعلنت الحكومة الأمريكية مؤخرًا عن عدد من السياسات الجديدة لتعزيز تطوير الطاقة النظيفة. يمكن استخدام NMC 532 كبطارية تخزين طاقة للمنازل العائلية وزيادة استقرار شبكات الطاقة المتجددة المحلية.
من المفهوم أن التعاون بين جامعة دالهوزي، حيث يدرّس داهن، وتسلا بدأ في 8 يونيو 2016. ساهم فريق مختبره بعدد كبير من براءات اختراع وأوراق بحثية عن البطاريات لتسلا. في يناير من العام الماضي، جددت تسلا والمختبر اتفاقية شراكة بحث صناعي لمدة خمس سنوات. إذا تمكنت تكنولوجيا البطاريات هذه من تحقيق اختراقات كما في الأبحاث، فإن الترويج للسيارات الكهربائية لا بد أن يجلب فوائد كبيرة.
بالنسبة لسوق المركبات الجديدة للطاقة، تُعد تكنولوجيا البطاريات مشكلة عاجلة يجب حلها
في الواقع، تقدم تكنولوجيا البطاريات هو ما يرغب الجميع في رؤيته الآن، لذا جذب نشر هذه الورقة الكثير من الاهتمام. قال العديد من مستخدمي الإنترنت إن السيارات الكهربائية النقية قد ترى الأمل حقًا. لكننا لاحظنا أيضًا مشكلة، عمر البطارية أكثر من 100 عام، لكن عمر السيارة فعليًا أقل من 100 عام، فماذا عن إعادة تدوير البطارية، أو كيفية التعامل معها؟ هناك أيضًا سؤال، إذا دخلت البطارية فعليًا في السيارة، هل ستكون أكثر تكلفة، ربما تكون تكنولوجيا البطارية التي يمكن لمجموعة صغيرة فقط الاستمتاع بها؟ لذلك، تم اقتراح أن البطارية قد تكون أكثر ملاءمة لجوانب أخرى.
بالنسبة لسوق المركبات الجديدة للطاقة، تُعد تكنولوجيا البطاريات بالفعل مشكلة عاجلة يجب حلها، ولكن لا يمكن التوصل إلى حل في وقت قصير. ما هو مطلوب هو أن تستمر الشركات المعنية في العمل عليها وتراكم الخبرات. في الوقت نفسه، يجب أن يكون لدينا فهم واضح أيضًا، فالنظرية ليست ممارسة، ولا يمكن تلخيص أي ملاحظات بكلمة واحدة. بالطبع، من المتوقع أيضًا أن يتمكن سوق الطاقة الجديدة في المستقبل من حل مشكلة البطاريات تمامًا.
