نوآوری ولوو برای تحول در عملکرد باتری‌های لیتیوم یونی

شرکت سوئدی ولوو قصد دارد تا نسل بعدی باتری‌های لیتیوم یونی مورد استفاده در خودروهای برقی این شرکت را به نحوی توسعه دهد تا تراکم انرژی بیشتری داشته باشد و برد حرکتی محصولات این شرکت را افزایش دهد.

باتری‌های لیتیوم یونی به طور پیوسته در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته است با این وجود ترکیبات جدید شیمیایی باعث شده تا کارایی آنها به شکل چشمگیری پیشرفت کند.

نسل اول باتری‌های شرکت ولوو از ماژول دو لایه بهره می‌برد که بخش کاتد آن حاوی نیکل (الکترود  مثبت مبتنی بر نیکل) است در نتیجه استفاده از نیکل افزایش پیدا می‌کند و وابستگی به کبالت کم می‌شود.

در بخش آند (الکترود منفی مبتنی بر گرافیت) با افزودن سیلیکون شاهد بهبود چگالی انرژی هستیم.

ولوو امیدوار است تا نسل دوم باتری‌های خود را تا سال 2024 تجاری کند و چگالی انرژی آن به طور قابل توجهی بالاتر از 700Wh در هر لیتر است.

گام بعدی استفاده از مواد جدید برای بخش آند لیتیوم است. این یکی از چالش های اساسی برای توسعه باتری‌های لیتیوم یونی است. به دلیل شکل و ساختار آند لیتیوم، باعث اتصال ضعیف‌تر سلول‌ها می‌شود.

آندهای لیتیوم فلزی یک جهش بزرگ در طراحی باتری خواهند بود و چگالی انرژی را به 1000Wh در هر لیتر افزایش می‌دهند. در واقع ولوو همانند دیگر شرکت‌ها قصد توسعه باتری‌های حالت جامد را دارد و این راه را در پیش گرفته است.

ولوو باتری های جدید را با دیگر همکار سوئدی خود یعنی Northvolt توسعه می‌دهد. این شرکت با خریداری یک استارتاپ ساکن سیلیکون ولی با نام Cuberg که در زمینه تولید باتری‌های لیتیوم فلزی کار می‌کند به دنبال تجاری سازی این دست از باتری‌ها است.

الکترولیت ساخته شده توسط استارتاپ cuberg مشکل اساسی آندهای لیتیوم فلزی را حل می‌کند.

با استفاده از این الکترولیت ظرفیت باتری و برد حرکتی را تا 70 درصد نسبت به فن آوری موجود لیتیوم یونی افزایش می‌دهد. این الکترولیت ها در نیمه دوم دهه جاری میلادی در محصولات شرکت ولوو استفاده خواهد شد.

باتری های فعلی ولوو در کف خودرو قرار گرفته‌اند و نسل جدید باتری های این شرکت به بخشی از ساختار کف خودرو تبدیل خواهند شد. برای انجام این کار سلول‌های باتری در ساختار منشور مانند آلومینیومی قرار می‌گیرند و به یکدیگر مهر و موم می‌شوند.

پیشرفت دیگر در بخش کاهش مقاومت داخلی و بهبود مدیریت حرارتی باتری در نسل سوم اتفاق می‌افتد که به مدد معماری 800 ولتی امکان شارژ باتری از 10 تا 80 درصد را در عرض 15 دقیقه ممکن می‌سازد.

ولوو اطمینان دارد که کیفیت این سلول‌ها به حدی بالا باشد که هرگز نیاز به تعویض ماژول نداشته باشد و در نتیجه ادغام باتری با ساختار خودرو که وزن را تا حدی کاهش می‌دهد چگالی انرژی در حدود 20 درصد دیگر نیز افزایش پیدا می‌کند و برد حرکتی به 885 تا 950 کیلومتر می‌رسد.

در حال حاضر سایت تولیدی Northvolt با ظرفیت سالانه 15 گیگاوات مشغول تولید باتری است و نیاز 150 هزار دستگاه خودرو را برآورده می‌کند.

ولوو همراه با شریک تجاری خود قصد دارد تا یک سایت تولیدی جدید با ظرفیت 50 گیگاوات راه اندازی کند تا ظرفیت کافی برای بیش از 500 هزار دستگاه خودرو را فراهم کرده باشد.

ولوو اطمینان دارد که این حجم از تولید و بازیافت گسترده عناصر معدنی و شیمیایی باتری‌ها به شکل محسوسی قیمت خودروهای برقی را کاهش خواهد داد و عملا تیر خلاصی بر خودروهای احتراق داخلی خواهد بود.

پیش از این در مطلبی به انواع باتری های موجود در صنعت خودروسازی پرداخته بودیم.

همچنین مطلب مرتبط با باتری های حالت جامد را می توانید مطالعه کنید.