التكلفة والتطوير .. الطريق نحو صناعة بطاريات صلبة أعلى أداءً وأماناً وأصغر حجماً

تقترب بعض الشركات من إحداث ثورة في صناعة البطاريات، التي كانت ولا تزال بمثابة طفرة في صناعة الأجهزة الإلكترونية للمستهلكين على مدار عقود، والعمل الآن يجري على وحدات لتخزين الطاقة بشكل أكثر فاعلية من بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية.

وفي اليابان، يجري إنتاج آلاف البطاريات الصلبة شهرياً، وسط توقعات بقفزة في وتيرة الإنتاج هذا العام، ويتمثل الهدف النهائي في تطوير نوع من البطاريات أفضل أداء وأصغر حجماً.

عامل التكلفة

- لا تزال تكلفة تطوير بطاريات أعلى كفاءة تقف عائقاً أمام الشركات، لكن "تي دي كيه كورب" عرضت بطارية بحجم حبة الأرز يجري استخدامها بالفعل ضمن مكونات أجهزة كالطابعات.

- يتزايد الطلب العالمي على أجهزة تخزين الطاقة، الأمر الذي يستلزم تعزيز الإنتاج من قبل "تي دي كيه" وغيرها من الشركات لتلبية احتياجات المستهلكين.

- قبل عقود، كان العمل يجري على قدم وساق في تطوير بطاريات أيونات الليثيوم، وطرحت "سوني" عام 1991 أول نسخة منها مستفيدة من أفكار علماء فازوا بجائزة "نوبل".

- والآن، أصبحت بطاريات أيونات الليثيوم متوفرة في الجوالات ويتزايد الاعتماد عليها في السيارات الكهربائية، لكن لا تزال هناك حاجة لمزيد من التطوير والتحسين في كفاءة وحجم البطاريات.

- طوّرت شركة "موراتا مانيوفاكتشرينج" بطارية صلبة من أجل الأجهزة القابلة للارتداء كسماعات الأذن، وتريد الشركة التوسع في إنتاج هذا النوع من البطاريات ودمجه في صناعات أجهزة أخرى هذا العام.

- يكمن الهدف الأساسي بالنسبة لـ"موراتا" وغيرها من الشركات في إحلال البطاريات الصلبة الأعلى كفاءة والأقل حجماً محل بطاريات أيونات الليثيوم الحالية.

- هناك مشكلة في بطاريات أيونات الليثيوم، وهي أن بداخلها سوائل ربما تتسرب وتؤدي إلى نشوب حرائق، وهي نقطة تؤرق صناعة الجوالات، وهو ما تعمل عليه الشركات لتلافي هذا العيب الفني.

- لا تزال التكلفة هي أكبر عائق للاعتماد على البطاريات الصلبة، مع الأخذ في الاعتبار استخدامها في الجوالات، فالشركات لا تريد زيادة سعر الجوالات بشكل إضافي على المستهلكين بأن تشمل بطارية صلبة.

بدائل أخرى
 

- من هنا، تظل بطاريات أيونات الليثيوم الحل الأمثل لصناعات مختلفة تريد دمج بطاريات منخفضة التكلفة وذات كفاءة جيدة في منتجات كالجوالات والسيارات الكهربائية.

- بالتوازي مع ذلك، ستعمل مختلف الشركات على تطوير وصناعة بطاريات صلبة بشكل أقل تكلفة وأعلى كفاءة من بطاريات أيونات الليثيوم، وهذا ما كشفت عنه "تي دي كيه كورب" من إنتاج 30 ألف بطارية صلبة شهريا، وتستهدف إنتاج 100  ألف وحدة  شهريا خلال عام.

- تتعاون شركة "سوليد باور" الأمريكية الناشئة مع شركات مثل "فورد" لإنتاج بطاريات كهربائية صلبة تتميز بالأمان في الاستخدام والكفاءة والجودة وأيضاً صغر الحجم مع مراعاة التكلفة.

- أكدت شركات أخرى مثل "نيسان" أنه من الممكن طرح بطاريات صلبة ذات كفاءة أعلى من أيونات الليثيوم، لكن من غير المرجح جذبها للمستهلكين بسبب التكلفة العالية في الوقت الحالي.

- مع إحراز تقدم في إنتاج الكهرباء من مصادر متجددة، يبقى عامل التخزين تحدياً أمام الدول، وهو ما دفعها للبحث عن بطاريات أفضل وأقل تكلفة، وفي ظل الاعتماد بشكل كبير على أيونات الليثيوم، بدأت التجارب على بدائل أخرى.

- حتى الآن، تكمن كفاءة بطاريات أيونات الليثيوم في سعة تخزين لا تزيد على أربع ساعات، فضلا عن إمكانية تسببها في حرائق كما أن قدرتها على الشحن والتخزين تتلاشى بمرور الوقت.

- لهذا السبب، تختبر بعض الشركات حلولاً وبدائل أخرى، مثل بطاريات (التدفق) والبطاريات الحرارية، وأيضاً بطاريات من الألمنيوم خفيف الوزن والجرافيت.

المصادر: وول ستريت جورنال، سي إن بي سي