راه حلی برای ایمنی باتری ها و مقرون به صرفه تر شدن خودروهای الکتریکی

باتری های سنگین و گران قیمت یکی از موانع اصلی در مسیر گسترش استفاده از خودروهای الکتریکی محسوب می شوند. اما بنابر اعلام شرکت سالیدانرژی، راه حلی برای این مشکل شکل گرفته است.

 

محمد مهدی حیدرپور، زیست نیوز - باتری های سنگین و گران قیمت یکی از موانع اصلی در مسیر گسترش استفاده از خودروهای الکتریکی محسوب می شوند. اما بنابر اعلام شرکت سالیدانرژی، راه حلی برای این مشکل شکل گرفته است: موادی که می توانند مقدار انرژی ذخیره شده در باتری های یون لیتیوم را به میزان 30 درصد و یا بیشتر افزایش داده و هزینه های تولید را به میزانی کاهش دهند که خودروهای الکتریکی را به گزینه هایی مقرون به صرفه تبدیل کنند.

شرکت نوپای سالیدانرژی در نخستین دور از سرمایه گذاری مالی خود برای تولید این مواد مبلغ 4.5 میلیون دلار را هزینه کرده است. سالیدانرژی با شرکت ونتور تکنولوژیز برای توسعه این فناوری جدید و ارائه آن به صورت انبوه در بازار همکاری می کند. در همین راستا، سالیدانرژی الکترود گرافیت که در باتری های یون-لیتیوم معمولی استفاده می شود را با یک نمونه فلز-لیتیوم انرژی بالا جایگزین کرده است.

تا پیش از این تلاش هایی در این زمینه انجام شده بود، اما فلز تمایل به اتصال های کوتاه و آتش سوزی را به همراه داشت. در نتیجه، سالیدانرژی الکترولیت های ارتقا یافته ای را توسعه داده تا ایمنی باتری های جدید را افزایش دهد. این شرکت در نظر دارد به جای آن که خود تولید باتری را بر عهده بگیرد، مواد جدید را به تولیدکنندگان باتری بفروشد.

تاکنون، سالیدانرژی باتری های کوچک و دست ساز مشابه با نمونه هایی که در تلفن های همراه دیده می شوند را با استفاده از تجهیزات و کارشناسان آزمایشگاه A123 سیستمز در نزدیکی بوستون تولید کرده است. این باتری های آزمایشی 30 درصد انرژی بیشتر نسبت به باتری های یون لیتیوم معمولی را ذخیره کرده، اما بنابر محاسبات پژوهشگران امکان ذخیره انرژی تا 40 درصد نیز وجود دارد.

به گفته "کیچائو هو"، یکی از موسسان و مدیر بخش فناوری سالیدانرژی، نخستین کاربرد این فناوری جدید به احتمال زیاد در دستگاه های قابل حمل الکترونیکی خواهد بود. بی تردید، تولید باتری های قابل استفاده در خودروهای الکتریکی به زمان بیشتری نیاز خواهد داشت زیرا طول عمر این باتری ها حداقل باید یک دهه بوده، در شرایطی که باتری هایی که برای تامین نیروی دستگاه های الکترونیکی استفاده می شوند، طول عمر چند ساله دارند.

در حال حاضر، الکترودهای فلز-لیتیوم در برخی باتری های ویژه و تخصصی استفاده می شوند، اما اقدام هایی که تولیدکنندگان برای جلوگیری از اتصال های کوتاه به کار می گیرند، تضعیف عملکرد باتری و افزایش هزینه تولید را به همراه دارد. به طور معمول، پژوهشگران الکترودهای مایع که در باتری های یون-لیتیوم معمولی استفاده می شوند را با نمونه های جامد پلیمری که رسانای ضعیف یون لیتیوم بوده و باید برای عملکرد درست گرم شوند، جایگزین می کنند.

سالیدانرژی از یک الکترولیت دو قسمتی استفاده می کند. ابتدا، فلز لیتیوم با یک پلیمر نازک، بسیار شبیه به الکترولیت های جامد دیگر، پوشانده می شود. تفاوت کلیدی در بسیار نازک بودن این پوشش بوده و در نتیجه با کند کردن یون های لیتیوم، باتری برای عملکرد بهتر نیازی به گرم شدن ندارد. پلیمر نازک به خودی خود برای جلوگیری از اتصال های کوتاه کافی نبوده و از این رو، با یک الکترولیت مایع تکمیل می شود.

بر خلاف الکترولیت مایع معمولی، نمونه ای که سالیدانرژی مورد استفاده قرار می دهد - از انواعی هستند که به عنوان مایع یونی شناخته می شوند - قابل اشتعال نبوده که ایمنی را افزایش می دهد. بررسی های صورت گرفته درباره برخی از آتش سوزی های باتری اخیر نشان داده اند که آتش سوزی از الکترولیت آغاز شده است.  

بنابر محاسبات سالیدانرژی، مواد تولیدی این شرکت می توانند برای تولید بسته های باتری استفاده شوند که 130 دلار در هر کیلووات ساعت هرینه داشته و هماهنگ با اهداف وزارت انرژی آمریکا برای مقرون به صرفه کردن خودروهای الکتریکی است. هزینه های بسته باتری به طور معمول پنهان نگه داشته می شوند اما برآوردهای صورت گرفته دامنه قیمت 250 تا 500 دلار در هر کیلووات ساعت برای بسته های باتری خودروهای الکتریکی را نشان می دهند.

این در شرایطی است که به گفته "جف داهن"، استاد فیزیک و شیمی در دانشگاه دال هوسی، قضاوت درباره ادعای شرکت سالیدانرژی دشوار است زیرا هیچ گونه اطلاعاتی درباره باتری های این شرکت عمومی نشده اند. یک پرسش اساسی تعداد دفعاتی است که این باتری قابلیت شارژ دارد. چالش مهم دیگر کاهش هزینه الکترولیت های مایع یونی خواهد بود که به دلیل تولید در حجم کم گران قیمت هستند.