افزایش برد خودروهای برقی به ۲۰۰۰ کیلومتر با باتری جدید لیتیوم‌هوا

باتری لیتیوم‌هوا با ظرفیت ذخیره انرژی پنج برابر بیشتر از باتری حالت‌جامد، می‌تواند برد خودروهای برقی را به ۲۰۰۰ کیلومتر افزایش دهد.

سرویس خودروی تک‌ناکشرکت چینی CATL در حال بررسی فناوری باتری‌های لیتیوم‌هوا است که ظرفیت نظری بسیار بالایی برای ذخیره انرژی دارند.

این فناوری می‌تواند یکی از مهم‌ترینمشکلات خودروهای برقییعنی محدودیت مسافت قابل پیمایش با هر بار شارژ را برطرف کند. با وجود این‌، موانع فنی متعدد همچنان مانع تولید تجاری این باتری‌ها هستند.

رسانه فناوری چینی IT Homeاعلام کرده است که باتری‌های لیتیوم‌هوا از نظر تئوری می‌توانند تا پنج برابر بیشتر از باتری‌های حالت‌جامد انرژی ذخیره کنند. چنین ظرفیتی می‌تواند امکان ساخت خودروهای برقی با برد بیش از ۲۰۰۰ کیلومتر را فراهم کند.

وو کای، دانشمند ارشد شرکت CATL در همایش امسال Equipment Powerhouse Forum، توسعه باتری‌های لیتیوم‌هوا را یکی از اهداف تحقیقاتی بلندمدت این شرکت معرفی کرده است. با وجود این‌، CATL هنوز زمان مشخصی برای تولید انبوه یا عرضه تجاری این فناوری اعلام نکرده است.

چگونگی افزایش برد خودروهای برقی با باتری لیتیوم‌هوا

باتری‌های لیتیوم‌هوا از ساختار شیمیایی متفاوتی نسبت به باتری‌های لیتیوم‌یونی معمولی استفاده می‌کنند. در باتری‌های متداول، هر دو الکترود میزبان لیتیوم هستند، اما فناوری لیتیوم‌هوا از فلز لیتیوم در یک الکترود و اکسیژن موجود در هوا در الکترود دیگر بهره می‌برد.

این طراحی نیاز به استفاده از مواد سنگین کاتدی را کاهش می‌دهد و امکان ذخیره انرژی بیشتر در وزن کمتر را فراهم می‌کند. کاهش وزن مواد فعال باتری می‌تواند تأثیر مهمی بر افزایش مسافت قابل پیمایش خودروهای برقی داشته باشد.

چگالی انرژی نظری باتری‌های لیتیوم‌هوا به حدود ۳۵۰۵ وات‌ساعت بر کیلوگرم می‌رسد. این رقم نشان‌دهنده ظرفیت بالای واکنش‌های شیمیایی این فناوری است، اما نباید آن را با چگالی انرژی یک باتری کامل و آماده استفاده اشتباه گرفت.

یکمجموعه باتریواقعی علاوه بر مواد فعال، به تجهیزات جانبی مختلفی نیاز دارد. سیستم مدیریت هوا، فیلترها و تجهیزات کنترل شرایط محیطی از جمله بخش‌هایی هستند که وزن مجموعه را افزایش می‌دهند و چگالی انرژی نهایی را کاهش می‌دهند.

بنابراین، دستیابی به برد ۲۰۰۰ کیلومتر هنوز یک پیش‌بینی نظری است و عملکرد واقعی این فناوری در خودروهای تولیدی تأیید نشده است.

چرا تولید تجاری این باتری‌ها هنوز امکان‌پذیر نیست؟

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های باتری لیتیوم‌هوا، حساسیت شدید آن به ترکیبات موجود در هوای محیط است. این باتری برای فعالیت به اکسیژن نیاز دارد، اما بخار آب و دی‌اکسید کربن می‌توانند واکنش‌های شیمیایی نامطلوبی ایجاد کنند.

این واکنش‌ها احتمال تخریب لیتیوم و تجمع مواد اضافی در داخل باتری را افزایش می‌دهند. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی، استفاده از تجهیزات تصفیه هوا و کنترل رطوبت ضروری است.

افزودن این تجهیزات نه‌تنها وزن باتری را افزایش می‌دهد، بلکه بخشی از انرژی ذخیره‌شده را نیز مصرف می‌کند.

مشکل دیگر به فرایند شارژ مجدد مربوط می‌شود. واکنش‌های هنگام شارژ ممکن است ترکیبات واکنش‌پذیر و زیان‌آور اکسیژن تولید کنند که به‌مرور اجزای داخلی باتری را تخریب می‌کنند و عمر مفید آن را کاهش می‌دهند.

علاوه بر این، باتری باید بتواند توان مورد نیاز خودرو را هنگام شتاب‌گیری و سبقت تأمین کند.ظرفیت بالای ذخیره انرژیبه‌تنهایی تضمین‌کننده عملکرد مناسب در چنین شرایطی نیست.

شرکت CATL فعلا توسعه باتری‌های سدیم‌یونی و تمام‌حالت‌جامد را در اولویت قرار داده است. این فناوری‌ها به مرحله تجاری‌سازی نزدیک‌تر هستند و در مقایسه با باتری‌های لیتیوم‌هوا موانع کمتری برای ورود به بازار دارند.

در نتیجه، فناوری لیتیوم‌هوا همچنان در مرحله تحقیقات بلندمدت قرار دارد و زمان دستیابی به خودروهای برقی با برد ۲۰۰۰ کیلومتر مشخص نیست.

نوشتهافزایش برد خودروهای برقی به ۲۰۰۰ کیلومتر با باتری جدید لیتیوم‌هوااولین بار درTechnoc. پدیدار شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.