بسیاری از خودروهای برقی جدید نسبت به گذشته کم مصرف تر شدهاند و همین حالا هم شرکت هایی مثل هوندا و تویوتا بودجه زیادی را صرف نسل بعدی منبع انرژی خودروهای برقی کردهاند. یکی از مهمترین فناوری هایی که توجه خودروسازها را به خود جلب کرده باتری حالت جامد است. این فناوری هنوز در مرحله رشد قرار دارد اما میتواند برای راننده های خودروهای برقی تغییرهای بزرگی ایجاد کند. برد بیشتر کاهش وزن باتری ایمنی بهتر و حتی پایداری بیشتر در دماهای بالا فقط بخشی از مزیتهای این نوع باتری است.
در نگاه ساده برای درک تفاوت کافی است ساختار باتریهای رایج لیتیوم یون را به خاطر بیاوریم. در باتری خودروهای برقی فعلی الکترولیت های مایع نقش مسیر انتقال یونها را بین کاتد که همان قطب منفی است و آند که قطب مثبت است به عهده دارند. اما در باتری حالت جامد دیگر خبری از مایع نیست. الکترولیت مایع جای خود را به مواد جامد مانند پلیمرها سولفیدها و سرامیک میدهد. این مواد جامد فضای کمتر وزن کمتر و پایداری بیشتری ایجاد میکنند.
همین تغییر کوچک در ظاهر باعث نتایج بزرگی میشود. باتری های حالت جامد میتوانند ولتاژ و دمای بیشتری را تحمل کنند از هر واحد وزن انرژی بیشتری ذخیره کنند و حتی وزن نهایی پک باتری را کاهش دهند. با این که شما همچنان خودرو را شارژ میکنید اما ظرفیت ذخیره انرژی سرعت شارژ و حتی وزن خودرو ممکن است تا پایان دهه ۲۰۲۰ کاملا متفاوت شود.
چرا باتری حالت جامد برای راننده های خودرو برقی مهم است؟
ایده باتری حالت جامد اتفاق جدیدی نیست. تویوتا حتی در سال ۲۰۱۰ یک نمونه اولیه قابل استفاده را به نمایش گذاشته بود و تخمین میزد در سال ۲۰۲۰ به تولید تجاری برسد. اما توسعه این فناوری به دلیل پیچیدگی های فنی و هزینه های بالا کند شده و حالا تویوتا سال ۲۰۲۷ را زمان منطقی برای شروع تولید واقعی میداند. در همین فاصله بسیاری از شرکت ها آرام آرام از الکترولیت های کاملا مایع فاصله گرفتهاند و از الکترولیت های نیمه جامد پلیمرهای رسانای یونی و ترکیب هایی استفاده میکنند که در دمای بالا رفتار نزدیک تری به مواد جامد دارند. به زبان ساده صنعت خودرو به سمت باتری حالت جامد حرکت کرده حتی اگر هنوز نسخه کامل آن تولید نشده باشد.
اما این حرکت چه سودی برای راننده دارد؟ تویوتا پیشبینی کرده که یک باتری حالت جامد تنها با ۱۰ دقیقه شارژ میتواند از صفر تا هفتاد درصد پر شود که برای سفرهای شهری و بینشهری تحول بزرگی به حساب میآید. از نظر برد پیمایش نیز عدد حدود ۵۲۰ مایل یعنی حدود ۸۳۷ کیلومتر ذکر شده است. این اعداد اگر در محصول نهایی تحقق پیدا کنند میتوانند رفتار رانندگی طول سفر و حتی مدل های جدید خودرو را دگرگون کنند.
فقط تویوتا به دنبال این فناوری نیست. هوندا نیز به تازگی کارخانه جدیدی در شهر ساکورا ژاپن ساخته تا روش های تولید و اعتبارسنجی باتری های آینده را تکمیل کند. این کارخانه قرار است به مرحله ای برسد که بتواند تولید انبوه باتری حالت جامد را ممکن کند.
این فناوری به طور بالقوه حمل و نقل را کارآمدتر میکند سفرها را طولانی تر میکند و زمان توقف برای شارژ را کوتاه تر میسازد. برای راننده هایی که امروز از خودروهای برقی استفاده میکنند تصور چنین آینده ای بسیار جذاب است.
آیا بدون باتری حالت جامد هم میتوان به برد بیشتر رسید؟
رسیدن به نسخه نهایی باتری حالت جامد هنوز چالش های زیادی دارد. طراحی پیچیده تر هزینه تولید بالاتر و نیاز به زیرساخت های جدید برای تعمیر و نگهداری فقط بخش کوچکی از مسیر دشوار این فناوری است. همچنین تعمیرگاه ها باید آموزش های جدید ببیند و تجهیز شوند تا بتوانند سیستم های پیشرفته را به درستی عیب یابی کنند. به همین خاطر خودروسازها فعلا تلاش میکنند هزینه ها را کاهش دهند و به پایداری لازم برسند.
در کنار این چالش ها آینده خودروهای برقی روشن و امیدوارکننده است. پیشرفت های امروز لزوما نیازی به حالت جامد ندارند و با روش های مختلف میتوان برد یک خودرو برقی را افزایش داد. رانندگی اصولی استفاده هوشمندانه از سیستم تهویه نگهداری صحیح از باتری و حتی انتخاب مسیر مناسب میتواند تاثیر زیادی روی پیمایش داشته باشد.
ولی در نهایت مسیری که صنعت خودرو به سمت آن حرکت میکند آیندهای است که در آن خودروهای برقی سریع تر شارژ میشوند سبک تر هستند و در هر بار شارژ مسیرهای بیشتری را طی میکنند. باتری های حالت جامد اگرچه هنوز به مرحله تولید انبوه نرسیدهاند اما مسیر رسیدن به آنها به شکل جدی آغاز شده و هر قدمی که برندها برمیدارند تصویر روشنتری از نسل جدید خودروهای برقی ارائه میدهد.
