بطاريات الحالة شبه الصلبة: الحل الوسط؟

بقلم:   تامر كرم           |  May 8, 2024

nio_semi_battery

على اختلاف أشكالها وحجومها وأوزانها، تسيطر بطاريات الحالة السائلة (الليثيوم-أيون) على سوق البطاريات الكهربائية، فنجدها في الأجهزة الصغيرة الملبوسة كالساعات والأجهزة المحمولة كالهواتف واللابتوبات وفي الآلات الكبيرة كالسيارات والطائرات ذاتية القيادة وبعض السفن الضخمة.

تعاني بطاريات الحالة السائلة من مشكلتين أساسيتين هما: أنها معرضة للاحتراق بسبب الشوارد القابلة للاشتعال، كما يمكن أن تنمو تشعبات داخل السائل بمرور الوقت تؤدي للحد من عمر البطارية.

بالمقابل هناك بطاريات الحالة الصلبة التي تستبدل السائل الفاصل بين قطبي البطارية بمادة صلبة، مما يجعلها أكثر آماناً ويجنبنا مشاكل الحالة السائلة، كما أنه يؤدي لزيادة استقرار البطارية وكثافة تخزينها للشحنة وسرعة شحنها، لكنها مازالت قيد التطوير وإنتاجها اليوم مكلف جداً لذلك لا يمكن أن تُستخدم إلا في أجهزة معينة تتطلب درجة أمان عالية كالأجهزة الطبية.

هنا يبرز دور بطاريات الحالة شبه الصلبة التي تحاول أن تكون حلاً وسطاً بينهما، فيكون الفاصل بين قطبيها مزيج من المكونات الصلبة والسائلة، وهذا يؤدي إلى تحسين مزايا البطاريات السائلة كما الصلبة من عدة نواحي: كالسلامة لأن انخفاض كمية السائل يقلل من خطر قابلية الاشتعال وتشكل التشعبات، وسرعة شحن أكبر لأن بقاء السائل يسمح بحركة أسرع للأيونات من حركتها في المادة الصلبة، كما أن تصنيعها أرخص وأسهل من بطاريات الحالة الصلبة.

تعمل العديد من الشركات على تطوير بطاريات الحالة شبه الصلبة، وقد أعلنت شركة السيارات الصينية نيو NIO عن سيارة مجهزة ببطارية حالة شبه صلبة بقدرة 150 كيلووات ساعة وتسير مسافة 1000 كم بشحنة واحدة. وتعمل QuantumScape و Solid Power (سولید باور) في أميركا على تطوير بطاريات من هذا النوع.



مشاركة