یک استارتاپ فنلاندی به نام دوناتلب نتیجهای منتشر کرده که میتواند نگاه بازار خودروهای برقی لوکس را عوض کند. سلول حالتجامد این شرکت در آزمایشی با تأیید مستقل، چگالی انرژی ۸۰۵ واتساعت بر لیتر ثبت کرده و از ۸۰۰ واتساعت بر لیتر سلولهای پاناسونیک انرژی که در خودروهای بردپیشتاز لوسید بهکار میروند، جلو زده است. همین فاصلهی پنج واحدی شاید روی کاغذ کوچک به نظر برسد، اما در بازاری که لوسید سالها هویت خود را بر برترین برد حرکتی بنا کرده، بسیار مهم است.
بهگزارش هاتکارز، این آزمون را مرکز پژوهش فنی VTT انجام داده؛ نهادی پژوهشی در فنلاند که از حمایت دولت برخوردار است؛ اما با این حال، خود ماجرا یک نکتهی مهم دارد و آن هم فاصلهی زیاد میان یک سلول بهینهشده در شرایط آزمایشگاهی و یک بستهی باتری تولیدی در خودرویی واقعی است. آنچه فعلا دیدهایم، بیشتر نمایش توانایی است تا برگهی مشخصات آمادهی ورود به خط تولید.
چگالی انرژی در باتری خودروهای برقی چیست و چرا اهمیت دارد؟
چگالی انرژی همان مشخصهای است که تعیین میکند یک باتری با چه اندازه و وزنی چه مقدار برد در اختیار خودرو میگذارد. سلولهای پاناسونیک در لوسید با عدد ۸۰۰ واتساعت بر لیتر، فعلا معیار تولید محسوب میشوند و بخش بزرگی از توانایی لوسید ایر گرند تورینگ برای عبور از ۸۰۰ کیلومتر در هر شارژ، از همینجا میآید. سلول آزمایششدهی دوناتلب از نظر حجمی به ۸۰۵ واتساعت بر لیتر رسیده و از نظر وزنی هم ۴۰۹ واتساعت بر کیلوگرم ثبت کرده است. پاناسونیک برای سلولهای خود عددی بهازای هر کیلوگرم منتشر نمیکند، اما باتریهای حالتجامد معمولا از نمونههای مایعالکترولیت سبکترند و همین یعنی برتری وزنی دوناتلب احتمالا بیش از چیزی است که مقایسهی حجمی نشان میدهد.
اگر بستهای حالتجامد با حجمی برابر در خودرویی هماندازهی لوسید ایر جا بگیرد، همین افزایش چگالی میتواند به بردی محسوستر منجر شود؛ شاید دهها کیلومتر بیشتر، هرچند رقم دقیق به معماری بسته، مدیریت حرارتی و وزن خودرو وابسته است و هیچکدام در این آزمایش سنجیده نشدهاند. خود آزمون ویتیتی روی یک سلول انجام شد؛ سلولی که یکبار کامل شارژ و یکبار کامل دشارژ شد، آن هم در دمای مطلوب ۲۵ درجهی سانتیگراد. چنین شرایطی کنترلشده و ایدئالاند، نه دماهای متغیر، چرخههای تکراری و بارهای واقعی که یک باتری تولیدی هر روز با آنها روبهرو میشود.
با یک چرخه نمیتوان دربارهی عمر طولانی مدت، رفتار حرارتی زیر بار، روند افت عملکرد یا ایمنی در شرایط سوءاستفاده قضاوت کرد. حتی وقتی سلولهای جداگانه قرار باشد در یک بستهی کامل کنار هم بنشینند، چالشهای تازهای سر راه قرار میگیرد؛ از توزیع گرما و یکنواختی بین سلولها گرفته تا محدودیتهای بستهبندی که میتوانند چگالی واقعی را از عدد ثبتشده پایینتر بیاورند. با این حال، دوناتلب شفاف بوده و ادعای فراتر از این هم نداشته است.
دوناتلب فقط یک پروژهی آزمایشگاهی نیست. این شرکت پیشتر مقدار محدودی از نسل اول باتری حالتجامد خود را برای استفاده در یک موتورسیکلت برقی ساخته که محصول شرکت خواهرش، ورج موتور سایکلز است؛ موضوعی که نشان میدهد بخشی از موانع ابتدایی تولید را پشت سر گذاشته است. علاوه بر آن، شرکت روی نسل دوم باتری هم کار میکند که اوایل امسال در سیایاِس نمایش داده شد و زمان شارژ ادعایی آن تنها هفت دقیقه است. دوناتلب همچنین یک موتور الکتریکی دوناتیشکل توسعه داده که ۸۸ پوند وزن دارد و تا ۸۴۵ اسببخار نیرو تولید میکند؛ نشانهای از اینکه تیم فقط به شیمی سلول فکر نمیکند و کل سامانهی محرکه را در نظر دارد.
چرا باتری حالت جامد به تولید انبوه نرسید؟
با وجود همهی اینها، تولید انبوه هنوز سختترین بخش راه است. باتریهای حالتجامد بیش از یک دهه است که بهعنوان «گام بزرگ بعدی» صنعت معرفی میشوند. تویوتا خودروهای مجهز به سلول حالتجامد را نمایش داده، مرسدسبنز هم نمونههای مفهومی را به نمایش گذاشته، اما هیچکدام زمانبندی تولید قطعی اعلام نکردهاند. نقشهی راه خودرویی چین، استفادهی محدود از باتریهای تمامجامد را تا سال ۲۰۳۰ و گسترش جهانی آنها را تا سال ۲۰۳۵ پیشبینی میکند؛ آن هم در صنعتی که از سرمایهگذاری سنگین و حمایت دولتی دارد.
دوناتلب هم با همان دشواریهای بنیادی روبهروست؛ تولید یکنواخت در مقیاس بالا، با هزینهای که قیمت نهایی خودرو را غیرقابلخرید نکند. مدیر ارشد فناوری بیوایدی گفته است هزینهی مواد و تولید سلولهای تمامجامد در ۲۰۲۷ قرار است چند برابر بیشتر از بستههای لیتیومیون معمولی باشد. برای یک استارتاپی که هنوز شریک خودروساز بزرگِ اعلامشدهای در کنار خود ندارد، این مسیر حتی شیب بیشتری دارد. نتیجهی ویتیتی یک نقطهی عطف واقعی است، اما فاصلهی میان آن نقطه و یک خودروی برقی تولیدی با سالها زمان سنجیده میشود، نه ماهها.
برای خریداران خودروهای برقی، پیام اصلی روشن است. برتری برد لوسید از بین نرفته؛ خودروهای این برند همین حالا در نمایشگاهها حضور دارند و برد واقعی و تاییدشدهای ارائه میکنند که هیچ رقیب حالتجامدی هنوز در قالب تولیدی به آن نرسیده است. با این حال، نتیجهی دوناتلب ثابت میکند که شیمیِ فراتر رفتن از معیار لوسید، بیرون از آزمایشگاه تحقیقوتوسعهی یک خودروساز بزرگ هم وجود دارد و حتی یک استارتاپ هم میتواند آن را بهطور مستقل تأیید کند. اگر دوناتلب یا هر بازیگر دیگری گره تولید انبوه را باز کند، سقف برد خودروهای برقی یک پلهی جدی بالاتر میرود؛ تا آن روز، لوسید ایر با بیش از ۸۰۰ کیلومتر برد همچنان معیار عملی بازار میماند و موتور دوناتیشکل ۸۴۵ اسببخاری دوناتلب هم فقط یک گفتوگوی بسیار جذاب برای علاقهمندان خواهد بود.
شما دربارهی آیندهی باتریهای حالتجامد چه فکر میکنید؟