في 27 سبتمبر 2024، في كأس العالم 2024مركبة الطاقة الجديدة في المؤتمر، قدم كبير العلماء ومهندس السيارات الرئيسي في شركة BYD، ليان يوبو، رؤى حول مستقبل تكنولوجيا البطاريات، وخاصةًبطاريات الحالة الصلبةوأكد أنه على الرغم منبي واي ديلقد حقق نجاحا عظيمامع التقدم المُحرز في هذا المجال، سيستغرق الأمر عدة سنوات قبل أن تُصبح بطاريات الحالة الصلبة شائعة الاستخدام. تتوقع شركة يوبو أن يستغرق الأمر ما بين ثلاث وخمس سنوات حتى تصبح هذه البطاريات شائعة الاستخدام، مع العلم أن خمس سنوات هي المدة الأنسب. يعكس هذا التفاؤل الحذر مدى تعقيد عملية الانتقال من بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية إلى بطاريات الحالة الصلبة.
سلّط يوبو الضوء على العديد من التحديات التي تواجه تقنية بطاريات الحالة الصلبة، بما في ذلك التكلفة وسهولة التحكم في المواد. وأشار إلى أنه من غير المرجح أن يتم الاستغناء عن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) تدريجيًا خلال الخمسة عشر إلى العشرين عامًا القادمة نظرًا لموقعها السوقي وفعاليتها من حيث التكلفة. بل على العكس، يتوقع أن تُستخدم بطاريات الحالة الصلبة بشكل رئيسي في الطرازات الفاخرة مستقبلًا، بينما ستستمر بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في خدمة الطرازات منخفضة التكلفة. يتيح هذا النهج المزدوج علاقة متبادلة التعزيز بين نوعي البطاريات لتلبية احتياجات قطاعات مختلفة من سوق السيارات.
يشهد قطاع السيارات اهتمامًا متزايدًا واستثمارًا متزايدًا في تكنولوجيا بطاريات الحالة الصلبة. وقد أعلنت شركات تصنيع كبرى، مثل SAIC وGAC، عن خططها لتحقيق الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة بالكامل بحلول عام 2026. ويضع هذا الجدول الزمني عام 2026 كعام حاسم في تطور تكنولوجيا البطاريات، مما يُمثل نقطة تحول محتملة في الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة بالكامل. كما أعلنت شركات مثل Guoxuan Hi-Tech وPenghui Energy عن إنجازات متتالية في هذا المجال، مما يعزز التزام القطاع بتطوير تكنولوجيا البطاريات.
تُمثل بطاريات الحالة الصلبة نقلة نوعية في تكنولوجيا البطاريات مقارنةً ببطاريات أيونات الليثيوم التقليدية وبطاريات أيونات الليثيوم البوليمرية. فعلى عكس سابقاتها، تستخدم بطاريات الحالة الصلبة أقطابًا كهربائية صلبة وإلكتروليتات صلبة، مما يوفر مزايا عديدة. يمكن أن تتجاوز كثافة الطاقة النظرية لبطاريات الحالة الصلبة ضعف كثافة بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للسيارات الكهربائية التي تتطلب سعة تخزين عالية للطاقة.
بالإضافة إلى كثافة الطاقة العالية، تتميز بطاريات الحالة الصلبة بخفة وزنها. ويعزى هذا الانخفاض في الوزن إلى الاستغناء عن أنظمة المراقبة والتبريد والعزل اللازمة عادةً لبطاريات أيونات الليثيوم. ولا يقتصر تأثير الوزن الخفيف على تحسين الكفاءة العامة للمركبة فحسب، بل يُسهم أيضًا في تحسين الأداء والمدى. كما صُممت بطاريات الحالة الصلبة لشحن أسرع وعمر أطول، مما يُسهم في حل مشكلتين رئيسيتين لمستخدمي المركبات الكهربائية.
يُعدّ الاستقرار الحراري ميزةً رئيسيةً أخرى لبطاريات الحالة الصلبة. فعلى عكس بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية التي تتجمد عند درجات حرارة منخفضة، تحافظ بطاريات الحالة الصلبة على أدائها ضمن نطاقٍ حراريٍّ أوسع. وتكتسب هذه الميزة أهميةً خاصة في المناطق ذات الظروف الجوية القاسية، مما يضمن بقاء المركبات الكهربائية موثوقةً وفعّالةً بغض النظر عن درجة الحرارة الخارجية. إضافةً إلى ذلك، تُعتبر بطاريات الحالة الصلبة أكثر أمانًا من بطاريات أيونات الليثيوم لأنها أقل عرضة لحدوث قصر في الدوائر الكهربائية، وهي مشكلة شائعة قد تؤدي إلى تعطل البطارية ومخاطر السلامة.
يتزايد إدراك المجتمع العلمي لبطاريات الحالة الصلبة كبديل عملي لبطاريات أيونات الليثيوم. تستخدم هذه التقنية مركبًا زجاجيًا مصنوعًا من الليثيوم والصوديوم كمادة موصلة، ليحل محل الإلكتروليت السائل المستخدم في البطاريات التقليدية. يزيد هذا الابتكار بشكل كبير من كثافة طاقة بطاريات الليثيوم، مما يجعل تقنية الحالة الصلبة محورًا للبحث والتطوير المستقبلي. مع استمرار تطور صناعة السيارات، قد يُحدث دمج بطاريات الحالة الصلبة تغييرًا جذريًا في مشهد السيارات الكهربائية.
باختصار، تُبشّر التطورات في تكنولوجيا بطاريات الحالة الصلبة بمستقبلٍ مشرقٍ لصناعة السيارات. ورغم استمرار التحديات من حيث التكلفة وسهولة التحكم في المواد، تُبرهن التزامات شركات رائدة مثل BYD وSAIC وGAC على إيمانها الراسخ بإمكانيات بطاريات الحالة الصلبة. ومع اقتراب عام 2026 الحاسم، تستعد الصناعة لإنجازاتٍ كبيرة قد تُعيد صياغة نظرتنا إلى تخزين طاقة المركبات الكهربائية. إن الجمع بين كثافة الطاقة العالية، وخفة الوزن، وسرعة الشحن، والاستقرار الحراري، وتعزيز السلامة، يجعل بطاريات الحالة الصلبة مجالاً واعداً في البحث عن حلول نقل مستدامة وفعالة.
وقت النشر: ١٠ أكتوبر ٢٠٢٤