باتری‌های سدیمی؛ آیا چین انقلاب جدیدی در صنعت خودروهای الکتریکی آغاز کرده است؟

در حال حاضر در تائوبائو، بزرگ‌تر‌ین وبسایت تجارت تلفن همراه چین، فروشندگان باتری‌های سدیم-یون را عمدتا برای اسکوترهای برقی را عرضه می‌کنند.

کیو گوچنگ، هم‌بنیانگذار شرکت باتری‌های سدیم-یون ِ بیجینگ زوشئونگ تکنولوژی، اخیرا گفته است که این باتری‌ها ویژگی‌هایی دارند که «تقریباً از همه انواع باتری‌ها» عملکرد بهتری دارند.

کیو افزود: باتری‌های سدیم-یون می‌توانند در دماهای سرد  تا منفی ۳۰ درجه سانتیگراد (۲۲ فارنهایت) تقریباً با ظرفیت کامل کار کنند.این باتری‌ها «عمر متوسطی بیش از هشت سال» دارند و می‌توانند برای ۳۰۰۰ چرخه در مقایسه با ۵۰۰ چرخه باتری استاندارد لیتیوم-یون شارژ شوند.

لیستی از باتری‌های اسکوتر سدیم-یون ساخت شرکت شوئه‌شی‌ئونگ در تائوبائو نشان می‌دهد که طول عمر باتری‌های این شرکت، پنج برابر بیشتر از باتری‌های استاندارد لیتیوم-یون است.

با توجه به اینکه اکثر رانندگان تحویل‌دهنده غذا در انواع آب و هوا در چین از اسکوترهای برقی استفاده می‌کنند، تبلیغات این باتری‌ها هم بر این صنف متمرکز است.

کیو می‌گوید: «صنعت وسایل نقلیه الکتریکی دو چرخ، فراوانی مصرف نسبتا بالایی دارد و خریداران انتظارات زیادی از باتری‌های سدیمی دارند.»

باتری‌ها گران‌ترین جزء وسایل نقلیه الکتریکی هستند و تأثیر زیادی بر هزینه تولید و قیمت خرده‌فروشی دارند.

بیشتر خودروهای الکتریکی با باتری‌های لیتیوم-یون کار می‌کنند، اما این باتری‌ها تحت تأثیر نوسانات قیمت در میان افزایش تقاضا و عرضه نامشخص قرار گرفته‌اند.به همین دلیل است که یافتن جایگزین‌های پایدارتر ضروری شده است.

بیشترین لیتیوم جهان از  معادن کشورهای معدودی از جمله استرالیا و شیلی استخراج می‌شود. چین بیشترین باتری‌های لیتیوم-یونی را در جهان تولید می‌کند، اما برای حفظ این تولید به شدت به واردات لیتیوم وابسته است.

در همین حال، سدیم، فلزی که به دلیل وجود در ترکیب نمک خوراکی بسیار شناخته شده است، فراوان‌ترین فلز قلیایی جهان در پوسته زمین است. و همین ویژگی، سدیم را برای صنعت باتری بسیار جذاب می‌کند. اگر این فناوری در سطح جهانی گسترش یابد، تقریباً هر کشوری قادر خواهد بود نیروگاه باتری سدیمی خود را بسازد.

تولید ارزان‌تر باتری‌های سدیم- یونی می‌تواند به تثبیت هزینه خودروهای الکتریکی و پذیرش آنها از سوی مصرف‌کنندگان کمک کند.

شرکت‌های مختلف در سراسر جهان در حال تحقیق در زمینه ساخت باتری‌های سدیم- یون هستند، اما چالش‌هایی هم وجود دارد که باید برای غلبه بر آنها، به جستجوی راهکارهایی  پرداخت.

از جمله اینکه باتری‌های حاوی یون‌های سدیم، چگالی انرژی کمتری دارند، زیرا یون‌های سدیم بزرگ‌تر از یون‌های لیتیوم هستند و باتری‌های سدیم انرژی کمتری را در واحد وزن ذخیره می‌کنند.

با این حال، تیمی از پژوهشگران در موسسه فناوری زیست انرژی و فرآیندهای زیستی چینگدائو (QIBEBT) اواخر ماه گذشته به خبرگزاری چینی زبان ساینس تایمز گفته‌اند که ممکن است بر این مشکل غلبه کرده باشند.

بیش از یک دهه است که پژوهشگران در زمینه باتری‌های سدیمی کار کرده‌اند و ماه گذشته با موفقیت اسکوترهای الکتریکی را با باتری‌های سدیم-یون ۶۰ ولتی ارائه دادند.

به گفته تیم پژوهشی چگالی انرژی باتری ساخته شده که دارای حقوق مالکیت کاملاً فردی است، تا ۱۶۰ وات ساعت بر کیلوگرم است و قابل مقایسه با باتری‌های لیتیومی است.

ژائو جینگون ، از پژوهشگران موسسه QIBEBT، به ساینس تایمز گفته است که ماهیت باتری‌های سدیم- یون باعث ایجاد مشکلات زیادی در فرآیند توسعه جایگزینی باتری‌های لیتیوم-یونی شده است.

اما طبق اظهارات او، باتری آنها با «نوآوری توسعه یافته‌» در بهبود چگالی انرژی، کاهش وزن و هزینه باتری موفق عمل کرده است.

باتری ۶۰ ولتی ۲۰ آمپر ساعتیِ تولید آنها، ۱۰ کیلوگرم (۲۲ پوند) وزن – قابل مقایسه با باتری‌های اسکوتر لیتیوم-یون استاندارد – داشته و برد آن، ۷۰ کیلومتر (۴۳ مایل) است.

همچنین این باتری جامد است که از باتری‌های استاندارد با فضای داخلی مایع که ممکن است در در اثر تصادف یا نقص عملکرد، به آتش‌سوزی و  انفجار منجر شود، ایمن‌تر است.

در هنگام انجام تست نفوذ میخ – که در آن یک میخ به باتری وارد شده و باعث اتصال کوتاه می‌شود – این باتری مانند بسیاری از باتری‌های لیتیوم- یون دود نکرد یا آتش نگرفت.

به گفته ژائو، خطوط تولید باتری‌های لیتیوم-یون موجود نیز می‌توانند برای تولید باتری‌های سدیم-یون تغییر کاربری داده و به کاهش هزینه تولید کمک کنند.

باتری‌های موجود در بازار، مانند باتری‌های شوئه‌شی‌ئونگ ، هنوز هم قیمت بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون دارند. با این حال، ژائو معتقد است که به محض افزایش تولید، قیمت باتری‌ها پایین‌تر خواهد بود.

به گفته این تیم، تحقیقات آنها آینده امیدوار کننده‌ای را برای استفاده از این باتری‌ها در بازار خودرو نشان داده است.

سال گذشته لی یان، مدیرعامل نیو – یکی از بزرگترین شرکت‌های اسکوتر برقی چین – به چاینا سکیوریتز نیوز گفته بود: “هزینه‌ باتری‌ها در حال افزایش است و قیمت خودرو هم به تبع آن، افزایشی است.”

لی در ادامه گفته بود که نیو باید قیمت خرده‌فروشی اسکوترهای خود را ۷ درصد افزایش دهد.  سایر رقبا در بازار نیز مجبور شدند قیمت‌ها را ۹ تا ۱۵ درصد افزایش دهند.

به دلیل افزایش قیمت‌ها، نیو به طور موقت به باتری‌های سربی اسیدی با کارایی کمتر اما ارزان تر روی آورده است تا نیازهای مصرف کننده را برآورده کند. با این حال، این شرکت برنامه‌های بلندمدتی نیز در دست دارد تا برای مشکل هزینه راهکاری بیابد.

لی افزودکه نیو قصد دارد اولین وسیله نقلیه خود با باتری سدیم-یون را در سال جاری عرضه کند. هنوز جزئیات محصول جدید منتشر نشده است.

در اوایل سال جاری، گروه خودروسازی جک چین از یک خودروی الکتریکی آزمایشی به عنوان اولین خودروی الکتریکی در جهان رونمایی کرد که با باتری سدیم-یون کار می‌کند. لی شوجون، رئیس شرکت فناوری‌های باتری هینا که تولیدکننده این باتری است، می‌گوید: «این فناوری می‌تواند هزینه خودروهای الکتریکی را تا ۱۰ درصد کاهش دهد.»

کوی گوانگلی، مدیر مرکز فناوری سیستم انرژی جامد در QIBEBT، در این خصوص به ساینس تایمز گفت: «باتری‌های یون-سدیم به عنوان ستاره‌ای جدید در سپهر انرژی‌های جدید، در مسیر صنعتی شدن شتاب گرفته‌اند».

او افزود چین، بزرگ‌ترین تولیدکننده فلز سدیم در جهان، «اولین حرکت‌کننده» در جهت توسعه این باتری‌ها بوده و در «خط مقدم دنیا» قرار دارد.

کوی گفت: «نسل دوم و سوم باتری‌های سدیم-یون جامد، چگالی انرژی سلولی و دوره عمر بالاتری خواهند داشت.»

علاوه بر تامین انرژی خودروهای الکتریکی، باتری‌های سدیم-یون کاربردهای امیدوارکننده‌ای در ذخیره‌سازی انرژی دارند.

ژائو به ساینس تایمز گفته است پیش‌بینی می‌کند صدها و هزاران اسکوتر با باتری سدیم-یون وارد بازار چین شوند و سهم بازار این باتری‌ها در مدل‌های خودروهای کوچک‌تر به ۳۰ تا ۴۰ درصد یا حتی بیشتر برسد».

منبع: scmp