پایش وضعیت فناوری باتری‌های لیتیوم-یونی در جهان
کاربرد باتری‌های لیتیوم یون در دهه‌های اخیر بسیار گسترده شده و با توجه به اهمیت آن، جائزه نوبل شیمی سال گذشته به طور مشترک به سه محقق موثر در حوزه باتری لیتیوم-یون داده شد.
کاربرد باتری‌های لیتیوم یون در دهه‌های اخیر بسیار گسترده شده و با توجه به اهمیت آن، جائزه نوبل شیمی سال گذشته به طور مشترک به سه محقق موثر در حوزه باتری لیتیوم-یون داده شد. یکی از اصلی‌ترین کاربردهای باتری‌های لیتیوم یونی می‌تواند در خودروهای الکتریکی باشد اما به علت وجود برخی موانع از جمله قیمت بالا، این امر هنوز گسترده نشده است. با توجه به نزدیک‌شدن باتری‌های لیتیوم یونی به حد بلوغ خود، برخی مراکز معتقدند که نسل جدید این باتری‌ها می‌تواند موانع اصلی بر سر تجاری‌سازی باتری‌های لیتیوم یونی در خودروهای الکتریکی را مرتفع کند. به همین دلیل در این گزارش جدیدترین تحولات صورت گرفته در چند ماه گذشته در حوزه‌های مختلف از باتری‌های لیتیوم-یون شامل لیتیوم یون پیشرفته و پسا لیتیوم-یون بررسی شده و در نهایت نیز با هدفگذاری وزارت انرژی آمریکا برای تجاری‌سازی خودروی الکتریکی مقایسه شده است.
رصد اخبار این حوزه نشان می‌دهد که در زمینه باتری‌های لیتیوم یون پیشرفته، تحولات مهمی صورت گرفته است. برخی شرکت‌ها از محصولات جدیدی رونمایی کرده که امسال روانه بازار خواهند شد. با توجه به رصد اخبار و گزارش‌های مختلف، یک رویکرد اصلی در زمینه باتری‌های لیتیوم یون پیشرفته، کاهش سهم کبالت در کاتد به علت هزینه بالای آن است. به همین دلیل کاتدهای با کبالت پایین یا فاقد کبالت از اهمیت خاصی برخوردار هستند که بایستی تولیدکنندگان جدید باتری به آن توجه کنند.
در زمینه باتری‌های پسا-لیتیوم‌یون نیز پیشرفت‌های قابل توجهی صورت گرفته است و مهم‌ترین آن‌ها شامل جایگزینی آند گرافیتی با سیلیکون یا فلز لیتیوم، جایگزینی کاتد فعلی با سولفور و جایگزینی الکترولیت مایع با الکترولیت جامد می‌شود.
باتری‌های سیلیکونی و لیتیوم فلز دارای پیشرفت‌های قابل توجهی بوده‌اند و برخی محصولات با ویژگی‌های برجسته از جمله ظرفیت بیشتر، زمان شارژ سریع‌تر و عمر مطلوب از باتری‌های سیلیکونی و لیتیوم فلز ساخته شده که در حال حاضر برخی از آن‌ها قابلیت استفاده در خودروی الکتریکی را دارند. بررسی بیشتر باتری سیلیکونی و فلزی و به خصوص محصولات ارائه‌شده در این گزارش، اهمیت و ضرورت دارد و به نظر می‌رسد در دهه فعلی، باتری سیلیکونی بیش از دیگر انواع باتری مورد توجه شرکت‌ها قرار گرفته و سهم قابل توجهی از بازار باتری را به خود اختصاص دهد. به همین دلیل لازم است تا به صورت ویژه بر روی باتری سیلیکونی متمرکز شد.
در زمینه باتری‌های لیتیوم-سولفور اگرچه نمونه‌های کوچکی با عمر و عملکرد بالا ساخته شده است اما در ابعاد بزرگتر برای استفاده در خودروی الکتریکی همچنان با چالش عمر قابل قبول روبرو هستند. بر اساس اعلام نظر برخی مراکز تحقیقاتی، یکی از چالش‌های اساسی در عمر مطلوب این باتری‌ها، عدم توسعه آند مناسب است. با توجه به مزایای سولفور از جمله فراوانی و قیمت پایین آن و همچنین پیشرفت‌های موجود در حوزه آند سیلیکونی و فلزی بهتر است تا مراکز مختلف کشور، پیشرفت‌های باتری‌های لیتیوم-سولفور را نیز دنبال کنند.
در زمینه باتری‌های حالت جامد نیز اگرچه نمونه‌های جدید با عملکردهای بالا از جمله ظرفیت بالا و قابلیت کاربرد در دماهای مختلف توسط برخی شرکت‌ها و محققان رونمایی شده اما به اعتقاد بسیاری از کارشناسان، چالش اصلی این نوع باتری‌ها در عدم وجود یک فرآیند اقتصادی به صرفه در تولید این نوع از باتری‌ها است. به همین دلیل به اعتقاد این کارشناسان بسیار بعید است این نمونه‌ها حداقل تا یک دهه آتی تجاری شوند. به طور کلی رصد اخبار حوزه باتری حالت جامد برای دهه فعلی اهمیت کمتری نسبت به سایر باتری‌ها دارد اما ممکن است برای دهه آتی مهم بشود.
در مجموع پیشرفت‌های حوزه باتری نشان می‌دهد که هدفگذاری مراکز مهم از جمله وزارت انرژی آمریکا برای اقتصادی نمودن خودروی الکتریکی از جمله ظرفیت و زمان شارژ مطلوب تقریبا محقق شده اما قیمت باتری همچنان بسیار بالاتر از حد مطلوب است. به همین دلیل فناوری‌هایی که در آینده بتوانند به هر طریق ضمن حفظ عملکرد، قیمت باتری را کاهش دهند برای گسترش خودروی الکتریکی بسیار مهم و حیاتی خواهند بود.
دریافت فایل Pdf
