بطارية الحالة الصلبة: إلكتروليت CAS يمدد دورات الحياة مع احتفاظ بنسبة 84.2 في المئة بعد 350 دورة

قام الباحثون في معهد داليان للفيزياء الكيميائية بتحسين الأداء التحليلي لكيمياء بطاريات الحالة الصلبة. طور فريق الأكاديمية الصينية للعلوم إلكتروليت هلامي مركب مبتكر من المواد العضوية وغير العضوية لتمديد دورة حياة خلايا المركبات. تهدف هذه البنية إلى التغلب على الحواجز التقليدية لواجهة الإلكتروليت الصلبة دون التضحية بالمرونة الميكانيكية، كما أفادت IThome.

تستخدم الإطار الجديد كلوريد الليثيوم لتحفيز إعادة بناء كيميائية واضحة في الموقع من فلوريد البوليفينيل. ينجح هذا التعديل في إنشاء شبكة مستمرة من مسارات نقل منخفضة الحواجز لأيونات الليثيوم. يجمع المادة الناتجة بين الموصلية الأيونية العالية للعناصر غير العضوية ومرونة البوليمرات العضوية.

مقاييس الأجهزة الإلكترونية

أكدت القياسات المخبرية أن الإلكتروليت المُصنّع يحقق موصلية أيونية مثالية عند درجة حرارة الغرفة تبلغ 2.73 × 10⁻⁴ S/cm. يظهر رقم نقل أيونات الليثيوم العالي البالغ 0.90 إلى جانب نافذة كيميائية كهربائية تتجاوز 4.78 فولت. أظهر التقييم الميكانيكي معامل يونغ الثابت البالغ 892.53 ميغاباسكال لحماية الهياكل الداخلية للخلايا.

عند دمجه في تكوين خلية متماثلة، أظهر الإطار تشغيلًا مستقرًا لأكثر من 2500 ساعة عند كثافة تيار تبلغ 0.1 مللي أمبير/سم². أكملت الخلايا الكاملة التي تستخدم كاثود ثلاثي من النيكل والكوبالت والألمنيوم 350 دورة بمعدل 1C مع الحفاظ على سعة تبلغ 84.15%. تفوقت هذه الأداء على المعايير التقليدية لأكسيد الليثيوم واللانثانوم والزركونيوم والتيتانيوم.

جداول زمنية للتسويق الصناعي

تظهر هذه التطورات المادية بينما تتنقل الشركات الكبرى عبر جداول نشر متضاربة للهياكل من الجيل التالي. على سبيل المثال، تخطط شركة دونغفنغ لإنتاج بطاريات الحالة الصلبة بكميات كبيرة في النصف الثاني من عام 2026 لاستهداف نطاق أساسي يبلغ 1000 كم. تمثل هذه الجدول الزمني دفعًا متسارعًا للتسويق لقطاع السيارات.

ومع ذلك، تشير مراجعة حديثة لبطارية الحالة الصلبة من CATL إلى أن التبني الواسع لا يزال مقيدًا بمعايير تطوير المختبر. يتوقع الرائد في السوق أن التكامل التجاري لن يتحقق قبل عام 2030. يبرز هذا تباينًا واضحًا في الاستراتيجية المؤسسية عبر المشهد المحلي للسيارات.

متتبعو حجم السوق

بينما تتقدم تقنيات الحالة الصلبة عبر مراحل المختبر، لا يزال السوق الحالي مرتبطًا بتركيبات فوسفات الحديد الليثيوم. تظهر بيانات China EV DataTracker الأخيرة أن CATL تتصدر القطاع بتركيبات تبلغ 23.12 جيجاوات ساعة، مما يضمن حصة سوقية تبلغ 40.1%. تحتل BYD المركز الثاني بحصة 11.87 جيجاوات ساعة، مع حصة تبلغ 20.6%.

تواصل الشركات المصنعة الأصغر توسيع وجودها في النظام البيئي المحلي. سجلت Gotion High-tech 4.43 جيجاوات ساعة لحصة تبلغ 7.7%، تليها Calb بـ 3.67 جيجاوات ساعة وEve Energy بـ 3.16 جيجاوات ساعة. حققت Rept Battero Energy 2.63 جيجاوات ساعة، بينما حصلت Zenergy وSunwoda على 2.25 جيجاوات ساعة و2.14 جيجاوات ساعة.

سجلت Energee 1.82 جيجاوات ساعة، تلتها Yinpai Battery بـ 0.82 جيجاوات ساعة لتكمل قائمة أفضل عشرة مصنّعين. تشير هذه المقاييس لحجم الإنتاج إلى أن الاستراتيجيات القريبة المدى ستعتمد على الكيميائيات التقليدية، بينما تتوسع الابتكارات في الإلكتروليت البديلة. ستحدد الاختراقات في المواد المركبة المتقدمة تدريجياً مراكز حصة السوق المستقبلية مع فتح تكامل المركبات الفاخرة.