من المتوقع أن تُحدث بطاريات الحالة الصلبة ثورة في صناعة البطاريات، وتفتح الباب أمام نموذج جديد يمكن أن يعزز بشكل كبير كثافة الطاقة والسلامة والأداء في المركبات الكهربائية.
وبحسب المحللين في شركة بيرنشتاين، فإن الجيل القادم من البطاريات، وخاصة بطاريات الحالة الصلبة بالكامل (ASSBs)، يمثل التقدم الأكبر في تكنولوجيا البطاريات منذ عقود.
وفي تقرير صدر يوم الاثنين، سلط البنك الاستثماري الضوء على أن هذه البطاريات يمكن أن توفر كثافة طاقة أعلى بنسبة 50% على مستوى الخلية، لتصل إلى 500 واط/كجم، مما يمكن السيارات الكهربائية من تحقيق مدى يتراوح بين 700 و800 كيلومتر مع أوقات شحن سريعة تقل عن 10 دقائق.
يتمثل الوعد التكنولوجي الذي توفره البطاريات القابلة لإعادة الشحن ASSB في قدرتها على التفوق على بطاريات أيون الليثيوم الحالية (LiBs) في العديد من المجالات الرئيسية.
من الجدير بالذكر أن البطاريات الصلبة القائمة على الكبريتيد تتميز بأدائها الأمني المتفوق ودورة حياتها الأطول مقارنة بتقنيات البطاريات ذات الحالة الصلبة الأخرى مثل أنود الليثيوم المعدني أو البطاريات شبه الصلبة.
وأشار المحللون إلى أن “الأنابيب الفولاذية القائمة على الكبريتيد وصلت إلى مرحلة العينة أ ولكن من المتوقع أن تصل إلى الإنتاج الضخم بحلول عام 2027”.
على سبيل المثال، تتولى شركة سامسونج (KS:) SDI زمام المبادرة من خلال خططها لاتخاذ قرار بشأن بناء خط تجاري بحلول نهاية عام 2024.
وعلى الرغم من واعدتها، تواجه البطاريات الشمسية تحديات تقنية وتكاليفية كبيرة. ومن المتوقع أن تكون تكلفة البطاريات الشمسية ذاتية الاحتواء في البداية أعلى كثيراً من تكلفة بطاريات الليثيوم أيون الحالية، وهو ما قد يحد من استخدامها في الأسواق الراقية.
علاوة على ذلك، لا يزال تكوين الشجيرات الشجرية ـ وهو أحد التحديات التكنولوجية الرئيسية ـ يشكل عقبة كبيرة. ومع ذلك، أوضح بيرنشتاين أنه يجري تطوير مواد جديدة لإنشاء واجهات مستقرة بين مكونات البطارية، وهو ما قد يخفف من هذه المشكلة.
إن أحد الابتكارات المهمة في البطاريات القابلة لإعادة الشحن هو الإلكتروليت الصلب، والذي أصبح الكاثود الجديد من حيث التكلفة والأهمية. يشكل الإلكتروليت الصلب حوالي 50% من تكلفة البطاريات القابلة لإعادة الشحن، مقارنة بنحو 5% فقط في بطاريات الليثيوم التقليدية. وتبرز شركات مثل Idemitsu وLake Materials وCosmo AM&T كقادة في هذا المجال الحاسم من تطوير البطاريات.
وأكد المحللون أنه “بحلول نهاية هذا العقد، نتوقع أن نشهد ظهور بطاريات الحالة الصلبة لتحل محل بطاريات الليثيوم أيون”.
وفيما يتعلق بالتسويق، تختلف الجداول الزمنية باختلاف الشركات.
في حين أن Samsung SDI وCATL تهدفان إلى الإنتاج الضخم لـ ASSBs بحلول عام 2027، فإن لاعبين آخرين مثل LG Energy Solution وSK Innovation يستهدفون نهاية العقد.
تويوتا (NYSE:)، وهو لاعب مهم آخر، لديه طموحات لتسويق SSBs بحلول عام 2027/2028، على الرغم من أن تقدمه لا يزال غير واضح.
وفي الوقت نفسه، تحقق الشركات الناشئة مثل QuantumScape (QS) وSolid Power (SLDP) تقدماً كبيراً، حيث أبرمت QuantumScape اتفاقية مهمة مع PowerCo لإنتاج 40 جيجاوات/ساعة من SSBs سنوياً.