بیش از یک دهه است که باتریهای حالت جامد به عنوان جهش بزرگ بعدی برای وسایل نقلیه الکتریکی - ایمنتر، (سریعتر شارژ شونده) شارژ سریع تر و با چگالی انرژی بیشتر نسبت به سلولهای لیتیوم-یونی امروزی - تبلیغ میشوند.
Donut Lab، یک استارتاپ فنلاندی که بیشتر به خاطر موتورهای الکتریکی آیندهنگرانه درون چرخی خود شناخته میشود، ادعا میکند که آینده از راه رسیده است. این شرکت میگوید اولین باتری حالت جامد "آماده تولید" برای خودروهای برقی در جهان که هزینههای مواد و تولید کمتر، برد عملیاتی طولانیتر و قابلیت شارژ کامل در کمتر از پنج دقیقه ر ا ساخته است و در حال تولید سلول ها و ماژول های در مقیاس گیگاوات است. اگر این ادعاها به حقیقت بپیوندند، این میتواند نقطه عطفی واقعی برای خودروهای برقی، از موتورسیکلت و خودروهای سواری گرفته تا کامیونهای سنگین و تجهیزات صنعتی باشد.
آنچه باتری Donut را متفاوت میکند
در قلب اعلامیه Donut Lab، طراحی کاملاً جامد آن نهفته است، به این معنی که باتری از هیچ الکترولیت مایعی استفاده نمیکند. به گفته این شرکت، همین تغییر کوچک، مجموعهای از مزایا را به همراه دارد.
Donut میگوید سلولهای آن به چگالی انرژی حدود ۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم میرسند. این یک جهش قابل توجه نسبت به تقریباً ۲۵۰ تا ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم است که در بهترین باتریهای لیتیوم یونی امروزی دیده میشود و امکان برد طولانیتر بدون افزایش وزن - یا بستههای سبکتر با اندازه های مشابه - را فراهم میکند.
عملکرد شارژ حتی چشمگیرتر است؛ Donut ادعا میکند که باتری آن میتواند در کمتر از پنج دقیقه به طور کامل شارژ شود و با چگالی انرژی سطح سلولی ۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم می تواند این عملکرد را تا ۱۰۰۰۰۰ چرخه شارژ با حداقل افت ظرفیت و ویژگیهای ایمنی ذاتی مرتبط با الکترولیت کاملاً جامد که از مایعات قابل اشتعال و دندریتهای فلزی جلوگیری میکند، حفظ کند. در مقایسه، اکثر باتریهای خودروهای برقی مدرن برای جلوگیری از فرسودگی بیش از حد، فقط باید تا ۸۰٪ ظرفیت خود را افزایش دهند و معمولاً تا ۵۰۰۰ چرخه شارژ کامل دوام میآورند.
حساسیت دمایی، یکی دیگر از نقاط ضعف باتریهای لیتیوم-یونی، نیز طبق گزارشها به حداقل رسیده است. Donut Lab میگوید سلولهای حالت جامد آن بیش از ۹۹٪ ظرفیت را در در دمای ۳۰- درجه سانتیگراد تا دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد بدون هیچ نشانهای از احتراق یا تخریب حفظ میکنند که به طور بالقوه باعث کاهش تلفات در هوای سرد و نیاز به سیستمهای حرارتی پیچیده میشود.
به عنوان نکتهای جالب توجه، در بیانیهی رونمایی این شرکت آمده است که این باتری متحولکننده، کاملاً از مواد فراوان، مقرونبهصرفه و از نظر ژئوپلیتیکی ایمن ساخته شده است. این برخلاف باتریهای لیتیوم-یونی است که تولید آنها انرژیبر است و به مواد کمیاب از سایر نقاط جهان متکی هستند که گفته میشود از نظر زیستمحیطی خطرناک است، استخراج میشوند.
در اینجا اهداف برنامهریزی سایر توسعهدهندگان باتری جامد آمده است:
سامسونگ SDI پس از عملیات آزمایشی S-Line و تحویل نمونههای اولیه به خودروسازان، تولید انبوه باتریهای تماماً جامد را در سال ۲۰۲۷ تکرار میکند؛ نقشه راه آن بر معماری بدون آند ۹۰۰ وات ساعت بر لیتر تأکید دارد.
Toyota با همکاری ایدمیتسو کوسان، تجاریسازی اولیه را بین سالهای ۲۰۲۷ تا ۲۰۲۸ هدف قرار داده و در عین حال ظرفیت تولید الکترولیت جامد را افزایش میدهد.
Nissan در ژانویه ۲۰۲۵ بهرهبرداری از یک خط آزمایشی تماماً جامد را در یوکوهاما آغاز کرد و قصد دارد خودروهای برقی مجهز به سلولهای ASSB داخلی را در سال مالی ۲۰۲۸، که از ۱ آوریل ۲۰۲۸ تا ۳۱ مارس ۲۰۲۹ است، عرضه کند.
ProLogium آمادگی نمونه B را تا پایان سال ۲۰۲۷ و شروع تولید را در سال ۲۰۲۸، مرتبط با طرح کارخانه غولپیکر دانکرک و افزایش ظرفیت تایوان، تشریح میکند.
QuantumScape تأسیسات آزمایشی بسیار خودکار Eagle Line خود را در فوریه ۲۰۲۶ - نسبت به امروز - افتتاح خواهد کرد و این خط تولید قرار است از تقاضای QSE-5 پشتیبانی کند و زمینه را برای تولید در مقیاس گیگاوات ساعت از طریق شرکا فراهم کند.
Solid Power برنامه الکترولیت سولفید Solid Power در کنار BMW و Samsung SDI در حال پیشرفت است و نمایشهای سطح خودرو در حال انجام است. مدیران BMW بارها پیشنهاد تولید انبوه مدل مصرفی را نزدیک به سال ۲۰۳۰ دادهاند.
CATL استقرار باتریهای نیمهجامد را زودتر و باتریهای تمامجامد را در مقیاس کوچک از سال ۲۰۲۷ آغاز میکند و تولید انبوه گستردهتر را حدود سال ۲۰۳۰ هدف قرار میدهد.
BYD اولین خودروهای برقی با باتریهای تمامجامد را حدود سال ۲۰۲۷ اعلام میکند و نزدیک به سال ۲۰۳۰ به سمت تولید انبوه میرود.
Hyundai & Kia اعلام کردهاند که تجاریسازی باتریهای ASSB زودتر از سال ۲۰۳۰ آغاز نخواهد شد، که نشان دهنده دشواری تطبیق شیمی ASSB با حجم و هزینههای خودرو است.
Panasonic باتریهای تمامجامد را برای پهپادها و رباتهای کارخانهای تا سال ۲۰۲۹ هدف قرار داده است، که خارج از جدول زمانی کشش فوری خودروهای برقی مسافربری قرار میگیرد.
حوزه رقابتی به آزمایشها و اولین تجاریسازی از سال ۲۰۲۷ تا ۲۰۲۸ اشاره دارد، و تولید انبوه در کاربردهای اصلی خودرو عمدتاً در حدود سال ۲۰۳۰ متمرکز خواهد شد. این امر، بررسی غیرمعمولی را در مورد وعده Donut Lab مبنی بر عرضه موتورسیکلتهای Verge «در جادهها در سهماهه اول ۲۰۲۶» ایجاد میکند، ادعایی که تا ۳۱ مارس ۲۰۲۶ مستقیماً قابل تأیید خواهد بود.
منابع: