عيب خفي يهدد بطاريات السيارات الكهربائية الرخيصة

كشفت دراسة علمية أميركية حديثة عن عيب نانوي كيمائي غير مرئي يفسر تدهور بطاريات السيارات الكهربائية المصنعة بتقنية البلورة الواحدة، وهي التقنية التي كانت تعد حتى وقت قريب حجر الأساس في خفض كلفة البطاريات وإطالة عمرها التشغيلي، ما يضع تحديات جديدة أمام مسار التحول نحو المركبات الكهربائية منخفضة السعر. وأفادت الدراسة، التي أنجزها باحثون من مختبر أرغون الوطني التابع لوزارة الطاقة الأميركية، بالتعاون مع كلية بريتزكر للهندسة الجزيئية في جامعة شيكاغو، بأن بطاريات أيونات الليثيوم ذات الكاثود أحادي البلورة تتعرض لتصدعات داخلية ناتجة عن اختلالات مجهرية في سرعة التفاعل الكيميائي، رغم غياب العيوب البنيوية المعروفة في البطاريات التقليدية متعددة البلورات.

ووفق نتائج البحث، فإن الرهان الصناعي على الكاثودات أحادية البلورة، باعتبارها أكثر متانة وأمانا وأطول عمرا، لا يلغي بالضرورة خطر التدهور الميكانيكي. وأوضح العلماء أن المشكلة لا تنشأ من حدود البلورات، كما هو الحال في الكاثودات متعددة البلورات، بل من داخل البلورة نفسها، حيث تتفاعل مناطق مختلفة بسرعات غير متجانسة أثناء دورات الشحن والتفريغ، ما يولد ضغوطا داخلية تؤدي إلى تشقق المادة من الداخل.
ويشهد سوق بطاريات السيارات الكهربائية نموا ضخما بالتوازي مع تعاظم الطلب على المركبات الكهربائية عالميا.

وتهيمن بطاريات الليثيوم أيون حاليا على السوق بفضل كثافتها الطاقية العالية وأدائها المناسب، وتقدر قيمة السوق العالمي للبطاريات بأكثر من 150 مليار دولار بحلول 2025 مع توقعات بنمو سنوي مركب يزيد عن 20 - 25% في العقد المقبل. ويواجه السوق تحديات تتعلق بتوافر المواد الخام مثل الليثيوم والكوبالت والمنغنيز وبتقلبات الأسعار، إضافة إلى ضغوط بيئية مرتبطة بالتعدين والتدوير. ويتجه المصنعون نحو تحسين تركيبات المواد لتقليل الاعتماد على المعادن النادرة وتحقيق بطاريات أكثر أمانا وأقل تكلفة، ما يجعل سوق البطاريات محورا استراتيجيا في مستقبل السيارات الكهربائية والتنقل الأخضر.

كيف خطفت بي واي دي صدارة السيارات الكهربائية من تسلا؟

أمان البطاريات

وقال الباحث خليل أمين، وهو زميل متميز في مختبر أرغون، إن ثقة المستهلكين في أمان البطاريات وطول عمرها