بیش از یک دهه است که باتریهای حالت جامد به عنوان جهش بزرگ بعدی برای وسایل نقلیه الکتریکی - ایمنتر، (سریعتر شارژ شونده) شارژ سریع تر و با چگالی انرژی بیشتر نسبت به سلولهای لیتیوم-یونی امروزی تبلیغ میشوند.
Donut Lab، استارتاپ فنلاندی میگوید اولین باتری حالت جامد "آماده تولید" برای خودروهای برقی در جهان که هزینههای مواد و تولید کمتر، برد عملیاتی طولانیتر و قابلیت شارژ کامل در کمتر از پنج دقیقه را ساخته است و در حال تولید سلول ها و ماژول های در مقیاس گیگاوات است. اگر این ادعاها به حقیقت بپیوندند، این میتواند نقطه عطفی واقعی برای خودروهای برقی، از موتورسیکلت و خودروهای سواری گرفته تا کامیونهای سنگین و تجهیزات صنعتی باشد.
آنچه باتری Donut را متفاوت میکند
این باتری با طراحی کاملاً جامد است، به این معنی که باتری از هیچ الکترولیت مایعی استفاده نمیکند. به گفته این شرکت، همین تغییر کوچک، مجموعهای از مزایا را به همراه دارد.
Donut میگوید سلولهای آن به چگالی انرژی حدود ۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم میرسند. این یک جهش قابل توجه نسبت به تقریباً ۲۵۰ تا ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم است که در بهترین باتریهای لیتیوم یونی امروزی دیده میشود و امکان برد طولانیتر بدون افزایش وزن - یا بستههای سبکتر با اندازه های مشابه - را فراهم میکند.
عملکرد شارژ حتی چشمگیرتر است؛ این استارتاپ ادعا میکند که باتری آن میتواند در کمتر از پنج دقیقه به طور کامل شارژ شود و با چگالی انرژی سطح سلولی ۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم می تواند این عملکرد را تا ۱۰۰۰۰۰ چرخه شارژ با حداقل افت ظرفیت و ویژگیهای ایمنی ذاتی مرتبط با الکترولیت کاملاً جامد که از مایعات قابل اشتعال و دندریتهای فلزی جلوگیری میکند، حفظ کند. در مقایسه، اکثر باتریهای خودروهای برقی مدرن برای جلوگیری از فرسودگی بیش از حد، فقط باید تا ۸۰٪ ظرفیت خود را افزایش دهند و معمولاً تا ۵۰۰۰ چرخه شارژ کامل دوام میآورند.
حساسیت دمایی، یکی دیگر از نقاط ضعف باتریهای لیتیوم-یونی، نیز طبق گزارشها به حداقل رسیده است. سلولهای حالت جامد بیش از ۹۹٪ ظرفیت را در در دمای ۳۰- درجه سانتیگراد تا دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد بدون هیچ نشانهای از احتراق یا تخریب حفظ میکنند که به طور بالقوه باعث کاهش تلفات در هوای سرد و نیاز به سیستمهای حرارتی پیچیده میشود.
همچنین این باتری متحولکننده، کاملاً از مواد فراوان، مقرونبهصرفه و از نظر ژئوپلیتیکی ایمن ساخته شده است. این برخلاف باتریهای لیتیوم-یونی است که تولید آنها انرژیبر است و به مواد کمیاب از سایر نقاط جهان متکی هستند که گفته میشود از نظر زیستمحیطی خطرناک است، استخراج میشوند.
با این حال، رقابت میان شرکتهایی مانند تویوتا، سامسونگ SDI، نیسان، CATL، BYD و استارتاپهایی نظیر Donut Lab نشان میدهد که صنعت باتری وارد مرحلهای سرنوشتساز شده است. اگر حتی بخشی از وعدههای مربوط به شارژ فوقسریع، چگالی انرژی بالاتر و عمر طولانیتر محقق شود، باتریهای حالت جامد میتوانند یکی از مهمترین موانع گسترش خودروهای برقی را برطرف کنند.
باتریهای حالت جامد همچنان یکی از امیدوارکنندهترین فناوریهای ذخیرهسازی انرژی به شمار میروند، اما مسیر تجاریسازی آنها هنوز با چالشهای فنی و اقتصادی همراه است. Donut Lab با مطرح کردن ادعاهایی جاهطلبانه، توجه صنعت را به خود جلب کرده است. اکنون باید دید آیا این فناوری میتواند در دنیای واقعی نیز عملکردی مطابق وعدههای خود ارائه دهد یا خیر.
منابع: