منصة «أوسبري» من كوانتم سكيب تشحن إلى 80% خلال 5 دقائق.. لكن الاختبار جرى على خلية صغيرة
كشفت شركة كوانتم سكيب (QuantumScape) عن منصة البطاريات الصلبة بالكامل «أوسبري» (Osprey)، قائلةً إنها تمكنت، في ظروف اختبار مناسبة، من رفع مستوى الشحن من 10% إلى 80% خلال 5 دقائق فقط. وتعتمد المنصة على تقنية قائمة على الكبريت، احتفظت الخلية المستخدمة فيها بـ80% من سعتها بعد 1,000 دورة شحن، كما واصلت العمل عند درجات حرارة تصل إلى 20 درجة مئوية تحت الصفر.
تصميم صلب بالكامل من دون إلكتروليت سائل
تجمع منصة «أوسبري» بين فاصل خزفي طورته كوانتم سكيب، وبنية من الليثيوم المعدني من دون مصعد، ومهبط صلب قائم على الكبريت. وبذلك أزالت الشركة الإلكتروليت السائل المستخدم في قسم المهبط، لتنتقل من منصة QSE السابقة إلى بنية بطارية صلبة بالكامل.
وتستهدف هذه الهندسة معالجة عقبات رئيسية تعرقل تحويل بطاريات الحالة الصلبة إلى منتجات تجارية، من بينها الحاجة إلى ضغط مرتفع في بعض البطاريات القائمة على إلكتروليت الكبريت، وتراجع الأداء في درجات الحرارة المنخفضة، إضافة إلى التفاعلات الكيميائية بين الليثيوم المعدني ومكونات البطارية.
صُممت «أوسبري» كمنصة مفتوحة يمكنها العمل ليس فقط مع المهابط التي تطورها كوانتم سكيب، بل أيضاً مع تركيبات كيميائية أخرى يطورها شركاء الشركة في قطاع السيارات.
نتائج واعدة، لكنها لا تمثل بطارية سيارة كاملة بعد
أُجريت الاختبارات باستخدام خلية مكوّنة من طبقتين، تبلغ مساحة المهبط فيها 50 × 65 مليمتراً. ونُفذت التجارب عند درجة حرارة 30 مئوية، وبسرعة شحن وتفريغ تبلغ 1C، ضمن نطاق شحن من 0% إلى 100%، مع تحميل مهبط قدره 5.5 ملي أمبير-ساعة لكل سنتيمتر مربع.
وبعد 1,000 دورة شحن، احتفظت الخلية بـ80% من سعتها. غير أن سعة الخلية التي خضعت للاختبار تراوحت بين 0.3 و0.4 أمبير-ساعة فقط، وهي أقل بكثير من خلية QSE-5 التابعة للشركة، التي تبلغ سعتها نحو 5 أمبير-ساعة. لذلك، تمثل النتائج تقدماً تقنياً مهماً، لكنها لا تعكس حتى الآن أداء بطاريات كبيرة قابلة للاستخدام في السيارات.
وسُجلت نتيجة الشحن بمعدل 10C عند درجة حرارة 80 مئوية، ما يبرز إمكانات بطاريات الحالة الصلبة في الشحن السريع. لكن هذه الدرجة أعلى بكثير من درجات الحرارة التي تصل إليها حزم بطاريات السيارات الكهربائية عادةً قبل بدء الشحن السريع. ولم تنشر كوانتم سكيب حتى الآن نتيجة مماثلة عند درجة حرارة الغرفة أو عند درجات الحرارة المعتادة لبطاريات السيارات، ما يترك أداء الشحن السريع في الظروف العملية بحاجة إلى مزيد من الاختبار.
أداء عند 20 درجة تحت الصفر وتقدير لكثافة الطاقة
أظهرت اختبارات الشركة أن منصة «أوسبري» قادرة على العمل عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تحت الصفر. واحتفظت البطارية عند هذه الدرجة بنحو 68% من سعتها مقارنةً بسعتها في درجة حرارة الغرفة، بينما ارتفعت النسبة إلى 85% عند درجة حرارة صفر مئوية. وقد يساعد هذا الأداء في تقليل مشكلات أداء بطاريات السيارات الكهربائية في المناطق الباردة، إلا أن النتائج المعروضة ما زالت مرتبطة بخلية اختبارية صغيرة.
وتتوقع كوانتم سكيب أن تصل كثافة الطاقة في تقنية «أوسبري» إلى نحو 1,100 واط-ساعة لكل لتر. لكن هذا الرقم لا يمثل نتيجة مثبتة لخلية تجارية، بل هو تقدير تقني من الشركة. وللمقارنة، تبلغ كثافة الطاقة المعلنة لخلية QSE-5 الحالية نحو 844 واط-ساعة لكل لتر و301 واط-ساعة لكل كيلوغرام.
خطة لترخيص التقنية لمصنّعين آخرين
لا تخطط كوانتم سكيب لحصر استخدام «أوسبري» في بطارياتها الخاصة، إذ تستهدف ترخيص المنصة لمصنّعين آخرين وإتاحة فرص للتطوير المشترك. وبدأت الشركة بالفعل أعمال تطوير تعتمد على «أوسبري» مع شركائها في قطاع السيارات، وفقاً لما أعلنته.
ولا تزال المنصة في مرحلة المختبر، فيما تعمل كوانتم سكيب على تطوير عمليات تصنيع قادرة على التعامل مع أحجام إنتاج أكبر. ولم تحدد الشركة موعداً لبدء الإنتاج التجاري حتى الآن.
ويأتي إعلان الشركة بينما تشتد المنافسة العالمية في مجال بطاريات الحالة الصلبة. وتستهدف سامسونغ إس دي آي (Samsung SDI) بدء الإنتاج المتسلسل لبطاريات صلبة بالكامل قائمة على الكبريت في النصف الثاني من عام 2027، بينما تخطط بي واي دي (BYD) للانتقال إلى إنتاج محدود في 2027 والوصول إلى الإنتاج المتسلسل قرب عام 2030.
أما تويوتا فتستهدف طرح بطاريات الحالة الصلبة في السوق بين عامي 2027 و2028، في حين ترى كاتل (CATL) أن الوصول إلى إنتاج متسلسل حقيقي لهذه البطاريات وتسويقها على نطاق واسع قد يستغرق حتى نحو عام 2030.
المصدر: donanimhaber