منگنز، بهبود دهنده باتری های آینده

باتری لیتیوم منگنز

جنرال موتورز و باتری‌ساز کره‌ای ال‌جی انرژی به‌طور مشترک یک شیمی باتری جدید با ترکیب لیتیوم-منگنز غنی‌شده (LMR) توسعه داده‌اند که نوید افزایش برد حرکتی و کاهش هزینه‌ی وانت‌های برقی را می‌دهد. این باتری‌های جدید قرار است در مدل‌های جنرال موتورز از سال ۲۰۲۸ به بازار عرضه شوند.

باتری‌های خودروهای برقی اشکال و ترکیب‌های مختلفی دارند. رایج‌ترین آن‌ها از شیمی نیکل-منگنز-کبالت (NMC)  استفاده می‌کنند، درحالی‌که برخی نسخه‌ها آلومینیوم را هم اضافه می‌کنند (NCMA). باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) نیز به دلیل مزایای قیمتی در حال محبوب شدن هستند، اما معمولاً برد کمتری نسبت به NMC ارائه می‌دهند و در آمریکا محبوبیت کمتری دارند. در چین اما بسیار رایج هستند و فناوری LFP در آنجا به‌سرعت پیشرفت کرده است.

شیمی کاتد LMR می‌تواند مزایای هر دو شیمی NMC و LFP را ارائه دهد. برد تخمینی وانت‌های برقی این شرکت با باتری‌های LMR بیش از ۴۰۰ مایل خواهد بود. مزایای دقیق قیمتی اعلام نشده، اما خودروساز گفته است هزینه به‌ازای هر کیلووات‌ساعت آن “قابل‌مقایسه” با LFP خواهد بود و ۳۳٪ چگالی انرژی بیشتر ارائه می‌دهد.

برد پایین، نقطه ضعف خاصی برای خودروهای برقی جنرال موتورز نیست. مدل Chevy Silverado EV Work Truck دارای برد ۴۹۲ مایل است؛ که مدیون باتری عظیم ۲۰۵ کیلووات‌ساعتی آن است—یکی از بزرگ‌ترین باتری‌های موجود در خودروهای مصرفی است.

اما این برد بالا به قیمت باتری‌های بزرگ و سنگین تمام می‌شود. سلول‌های LMR جنرال موتورز این مشکل را مرتفع می‌کنند. این سلول‌ها در قالب پریسماتیک (مکعبی نازک و قابل انباشت) طراحی شده‌اند و می‌توانند مزایای زیادی از نظر بسته‌بندی و ساختار فراهم کنند. تنها سلول‌های پریسماتیک می‌توانند تعداد قطعات در سطح پک را ۵۰٪ کاهش دهند، که به سادگی ساختار و کاهش وزن منجر می‌شود.

در حال حاضر، وانت‌ها و شاسی‌بلندهای برقی بزرگ جنرال موتورز از پک‌های باتری ۲۴ ماژوله استفاده می‌کنند، که درواقع از دو واحد ۱۲ ماژوله روی هم تشکیل شده‌اند. خودروهای کوچک‌تر فقط یک لایه ۱۲ ماژوله دارند. با استفاده از LMR، حتی بزرگ‌ترین پک‌ها نیز تنها به ۶ ماژول نیاز دارند—هر کدام شامل ۳۶ سلول پریسماتیک.

سلول‌های NMC سنتی از نسبت‌های تقریباً مساوی نیکل، کبالت و منگنز (هرکدام حدود ۳۳٪) استفاده می‌کنند. نسخه‌های امروزی با نیکل بالا، کبالت را به حدود ۵٪ کاهش داده و نیکل را تا ۸۵٪ افزایش می‌دهند. اما فرمول LMR  جنرال موتورز این نسبت‌ها را کاملاً تغییر داده است: محتوای سلول‌های LMR شامل ۰ تا ۲٪ کبالت، ۳۰ تا ۴۰٪ نیکل و ۶۰ تا ۷۰٪ منگنز خواهد بود.

جنرال موتورز توسعه‌ی سلول‌های LMR را در ۲۰۲۰ شتاب داد و در سال ۲۰۲۳، ۸۵ میلیون دلار در شرکت تأمین‌کننده منگنز Element 25  سرمایه‌گذاری کرد. در سال ۲۰۲۵، جنرال موتورز اعلام کرده است که این سلول‌ها در آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه آن به اندازه معادل ۱.۵ میلیون مایل رانندگی با خودروی برقی آزمایش شده‌اند.

برای ارجاع به منبع خبر، کلیک نمایید.

بیشتر بخوانید:

ارسال دیدگاه