باتریهای جدید سدیمیونی جنرال موتورز برای سامانههای ذخیرهسازی انرژی توسعه خواهند یافت. این شرکت با راهاندازی یک آزمایشگاه جدید تولید نمونههای اولیه سلول باتری، قصد دارد فرآیند توسعه سلولهای ارزانتر را تسریع کرده و با گسترش کسبوکار باتری خود، در نهایت هزینه باتری خودروهای برقی آینده را نیز کاهش دهد.
این باتری سدیمیونی با همکاری استارتاپ Peak Energy توسعه و تولید خواهد شد. این سلولها، دستکم در کوتاهمدت و میانمدت، در خودروهای برقی استفاده نخواهند شد. در عوض، این باتریها برای سامانههای ذخیرهسازی انرژی ثابت (Battery Energy Storage Systems یا BESS) طراحی شدهاند؛ مجموعههایی متشکل از کانتینرها یا محفظههای بزرگی که هزاران سلول باتری را برای ذخیره انرژی در کاربردهای مختلف در خود جای میدهند. رشد سریع مراکز داده (Data Centers) و افزایش سهم انرژیهای تجدیدپذیر مانند باد و خورشید در شبکه برق، باعث شده بازار ذخیرهسازی انرژی در سالهای اخیر توجه زیادی را به خود جلب کند.
در حال حاضر خودروهای برقی برندهای Cadillac، Chevrolet و GMC از سلولهای باتری مبتنی بر شیمی نیکل، منگنز، کبالت و آلومینیوم (NMCA) استفاده میکنند که توسط شرکت Ultium Cells با همکاری LG Energy Solution تولید میشوند. از سوی دیگر، شورولت بولت مدل ۲۰۲۷ تنها محصول GM است که از سلولهای لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) بهره میبرد؛ سلولهایی که توسط شرکت چینی CATL تأمین میشوند.
سومین شیمی باتری این شرکت نیز بر پایه لیتیوم-منگنز (LMR) است؛ شیمیای که به گفته GM، هزینهای مشابه LFP اما چگالی انرژی بسیار بالاتری دارد و میتواند هزینه تولید وانتهای برقی بزرگ این شرکت را بهطور قابل توجهی کاهش دهد. اکنون با اضافه شدن فناوری سدیمیونی، تعداد شیمیهای باتری مورد استفاده جنرال موتورز به چهار مورد رسیده است.
تمرکز بر بازار ذخیرهسازی انرژی، نه استفاده از ظرفیت مازاد کارخانهها
جنرال موتورز قصد دارد با استفاده از توانمندیهای فعلی و جدید خود در توسعه باتری، حضوری گسترده در بازار سامانههای ذخیرهسازی انرژی تجاری داشته باشد. اما برخلاف رقیب خود، شرکت فورد، که ماه گذشته برنامهای مشابه را معرفی کرد و قصد دارد از ظرفیت بلااستفاده کارخانههای تولید سلول باتری برای ورود به این بازار استفاده کند، GM مسیر متفاوتی را در پیش گرفته است. دلیل توسعه سلولهای سدیمیونی، ارائه باتریهایی ارزانتر و بادوامتر برای سامانههایی است که عمر مفید آنها بین ۲۰ تا ۲۵ سال برآورد میشود.
هزینه مالکیت کمتر از باتریهای LFP
به گفته جنرال موتورز، باتریهای سدیمیونی حتی نسبت به سلولهای LFP که امروز ارزانترین فناوری رایج باتری محسوب میشوند، هزینه مالکیت طول عمر (Lifetime Cost) پایینتری دارند. باتریهای سدیمیونی نهتنها بازار ذخیرهسازی انرژی را هدف گرفته، بلکه به GM کمک خواهد کرد فرآیند توسعه و کاهش هزینه باتریهای خودروهای برقی خود را نیز سریعتر کند.
مزایا و معایب باتریهای سدیمیونی
سدیم به عنوان ماده اولیه باتری، ارزان، فراوان و در دسترس است. مهمتر از آن، زنجیره تأمین مواد اولیه مورد نیاز این فناوری تحت سلطه شرکتهای چینی قرار ندارد؛ موضوعی که در مورد بسیاری از مواد اولیه مورد نیاز باتریهای لیتیومیونی امروزی، بهویژه در آمریکای شمالی، یک چالش جدی محسوب میشود.
از دیگر مزایای این فناوری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- عملکرد بهتر در دماهای پایین
- مقاومت حرارتی بسیار بیشتر نسبت به تمامی شیمیهای لیتیومیونی
- عدم نیاز به سامانه خنککاری مایع
در حالی که حتی سلولهای ارزانقیمت LFP نیز برای حفظ دمای مناسب، چه در خودرو و چه در سامانه ذخیرهسازی انرژی، به سیستم خنککاری مایع نیاز دارند، سلولهای سدیمیونی تنها در سردترین شرایط به یک گرمکن کوچک احتیاج دارند و اساساً نیازی به سیستم خنککننده ندارند. این ویژگی، پیچیدگی طراحی و هزینه نگهداری سامانههای ذخیرهسازی انرژی را به شکل قابل توجهی کاهش میدهد؛ مزیتی که برای شرکتهای برق و مراکز داده اهمیت زیادی دارد.
چرا این باتریها وارد خودروهای برقی نمیشوند؟
مهمترین نقطه ضعف سلولهای سدیمیونی، چگالی انرژی پایینتر آنهاست. حتی سلولهای LFP نیز حدود ۳۰ درصد چگالی انرژی کمتری نسبت به بهترین سلولهای NMCA دارند و باتریهای سدیمیونی از LFP نیز ضعیفتر هستند. این موضوع برای سامانههای ذخیرهسازی ثابت چندان مشکلساز نیست، زیرا محدودیت فضای نصب وجود ندارد؛ اما در خودروهای برقی که هر کیلوگرم وزن و هر لیتر فضا اهمیت دارد، این ضعف مانع بزرگی محسوب میشود. به همین دلیل، جنرال موتورز اعلام کرده است که در آینده نزدیک یا حتی میانمدت، هیچ برنامهای برای استفاده از باتریهای سدیمیونی در خودروهای برقی ندارد. البته هماکنون تعداد محدودی خودروی مجهز به باتری سدیمیونی در چین به فروش میرسند، اما هنوز مشخص نیست این محصولات توانسته باشند سهم قابل توجهی از بازار را به دست آورند یا برای بازار آمریکای شمالی مناسب باشند.
طی سالهای گذشته، عملکرد و هزینه سلولهای NMCA بهطور متوسط سالانه حدود ۸ درصد بهبود پیدا میکرد؛ اما اکنون این روند به تنها ۱ تا ۲ درصد در سال کاهش یافته است. وضعیت فناوری LFP نیز مشابه است؛ پس از بیش از دو دهه توسعه، یافتن پیشرفتهای بزرگ در این فناوری دشوار شده است. در مقابل، باتریهای سدیمیونی و همچنین فناوری LMR هنوز ظرفیت بالایی برای بهبود دارند و شرکتهایی که حاضر باشند روی تحقیق و توسعه آنها سرمایهگذاری کنند، میتوانند به پیشرفتهای قابل توجهی دست یابند.
برای ارجاع به منبع خبر، کلیک نمایید.
بیشتر بخوانید:
