يشهد قطاع السيارات الكهربائية تقدماً سريعاً ومذهلاً، ويعتمد جزء كبير من هذا التقدم على البطاريات. في الأسابيع الأخيرة، برزت ثلاثة تطورات رئيسية سلطت الضوء على تحسينات ملموسة: نظام تبريد مصنّع في إسبانيا، ومادة بوليمرية جديدة تُطيل عمر الخلايا، وبراءة اختراع صينية تُقرّب تقنية الحالة الصلبة من الواقع. تعالج هذه الابتكارات مشاكل مختلفة ولكنها متكاملةمن إدارة الحرارة إلى المتانة وكثافة الطاقة.
في حين أن مصنع ماهلي في تاراغونا ينتج بالفعل بكميات كبيرة ألواحًا تحافظ على درجة الحرارة تحت السيطرة، فإن المختبرات في كوريا الجنوبية والصين تقدم حلولًا كيميائية وهيكلية تعد ببطاريات أكثر كفاءة. القاسم المشترك هو السعي إلى مزيد من الاستقلالية وعمر أطوللا يزال هذان العاملان يشكلان العائقين الرئيسيين أمام الانتشار الواسع للسيارات الكهربائية.
بدأت شركة ماهلي إنتاج ألواح التبريد في مونت بلانك
بدأ مصنع ماهلي في مونت بلانك (تاراغونا) الإنتاج الضخم لمكون بالغ الأهمية: لوحة تبريد لبطاريات السيارات الكهربائية. استثمار عشرات الملايين من اليورو وقد أتاح ذلك تحديث المرافق وتحقيق طاقة إنتاجية تبلغ 15.000 وحدة أسبوعياً. وشهدت القوى العاملة، التي تضم 750 موظفاً، زيادة في فرص العمل الماهرة في المنطقة.
تحافظ هذه الألواح على درجة حرارة البطارية أقل من 40 درجة مئوية وتضمن توزيعًا متساويًا للحرارة بين الخلايا. يُعد التحكم الحراري الدقيق أمرًا ضروريًا للشحن السريع وإطالة عمر بطاريات الليثيوم أيونبما أن ارتفاع درجة الحرارة يُسرّع من التلف، فإن عملية التصنيع مؤتمتة للغاية، مع الحد الأدنى من التدخل اليدوي، لتلبية المتطلبات الصارمة لمقاومة التآكل ونظافة الأسطح. وأكد روجر غومباو، مدير المصنع، أن هذا المشروع يُبرز قدرات ماهلي الصناعية في مجال التنقل الكهربائي.
يُضاعف البوليمر الهجين عمر البطاريات.
قام فريق من جامعة سونغكيونكوان وجامعة سيول الوطنية بتطوير مادة رابطة بوليمرية جديدة تسمح بتصنيع أقطاب كهربائية أكثر سمكًا دون فقدان الأداء. المادة، التي تسمى DHP، تجمع بين الإيلاستين وحمض البولي أكريليك، بوليمران بخصائص متكاملة: الأول يوفر المرونة والثاني يوفر تفاعلاً قوياً مع مكونات القطب الكهربائي.
في البطاريات التقليدية، يميل رابط فلوريد البولي فينيليدين (PVDF) إلى الهجرة إلى السطح أثناء التجفيف عندما يكون القطب سميكًا، مما يتسبب في حدوث تشققات وتقشير. يتجنب البوليمر الجديد هذه المشكلة ويضاعف قوة الالتصاقحافظت خلايا DHP على سلامتها الهيكلية حتى في الأقطاب الكهربائية السميكة، حيث احتفظت بنسبة 86,8% من سعتها الأولية بعد 200 دورة شحن وتفريغ في الاختبارات، بينما توقفت الخلايا التقليدية عن العمل بعد حوالي 95 دورة. علاوة على ذلك، يمكن دمج هذه التقنية في خطوط الإنتاج الحالية دون الحاجة إلى معدات جديدة، مما يسهل اعتمادها صناعيًا. ويعتقد الباحثون، بقيادة كي جاي كيم وجانغ ووك تشوي، أن هذا التطور قد يزيد بشكل كبير من مدى المركبات الكهربائية.
حصلت شركة BYD على براءة اختراع لمهبط مركب لبطاريات الحالة الصلبة
سجلت شركة BYD الصينية المصنعة براءة اختراع (CN122474592A) تتناول أحد أكبر تحديات بطاريات الحالة الصلبة: الحفاظ على اتصال وثيق بين المكونات الصلبة أثناء تمدد الخلية وانكماشها. يتكون المحلول من مهبط مركب يمزج نوعين من الإلكتروليتات الصلبة.جزيئات هاليد صغيرة وجزيئات كبريتيد أكبر. عند دمجها، تملأ الجزيئات الأصغر الفراغات المجهرية، مما يحسن نقل الأيونات ويقلل الإجهاد الميكانيكي.
أشار كبير علماء شركة BYD، ليان يوبو، إلى أن استقرار الواجهة الصلبة-الصلبة هو العقبة الرئيسية أمام تصنيع هذه التقنية. تتوقع الشركة أن يكون لديها أول دفعة من بطاريات الحالة الصلبة في العام المقبل.مع ذلك، لا يُتوقع اعتمادها على نطاق واسع قبل العقد القادم. في المختبر، أدى استخدام جزيئات كبريتيد أصغر حجمًا إلى تحسين الاحتفاظ بالسعة بنسبة تقارب 18%. تمتلك شركة BYD العديد من براءات الاختراع في هذا المجال، بما في ذلك غشاء إلكتروليتي صلب مع ألياف بوليمرية وطلاء كاثودي مزدوج الطبقات. على الرغم من هذا التقدم، يتفق العاملون في هذا القطاع على أن تحديات التصنيع لا تزال قائمة قبل استخدام هذه البطاريات في سيارات الإنتاج.
تعكس هذه التطورات الثلاثة اتجاهاً واضحاً: فالأبحاث المتعلقة ببطاريات السيارات الكهربائية تتقدم على جبهات متعددة، من التبريد إلى كيمياء المواد. بينما تعزز شركة ماهلي التزامها الصناعي في إسبانيا من خلال مصنع حديث ومتطورتقترح مختبرات في كوريا والصين حلولاً من شأنها مضاعفة عمر البطاريات وتمهيد الطريق لتقنية الحالة الصلبة. ويشير هذا المزيج من الابتكارات، رغم اختلاف مراحل تطويرها، إلى مستقبلٍ تكون فيه السيارات الكهربائية أكثر استقلاليةً ومتانةً وأماناً.
