چگونه باتریهای خودروهای برقی تولید میشوند و چه تفاوتهایی دارند؟
بر پایهی گزارش خبرگزاری خبرآنلاین و به نقل از پدال، بدون شک، باتری به عنوان کلیدیترین جزء هر خودروی برقی شناخته میشود. این قسمت، علیرغم اهمیت بالایش، یکی از جدیدترین فناوریها به شمار میرود. هرچند ایدهی وجود باتری به قرن نوزدهم تعلق دارد، اما اولین نمونههای تجاری باتریهای لیتیومیون را شرکت سونی در سال ۱۹۹۱ به بازار عرضه کرد. نامهای متنوعی که برای این باتریها به کار میرود، ممکن است تاحدودی گیجکننده به نظر برسد؛ به عنوان مثال، باتری لیتیوم-آهن-فسفات آیا همان باتری لیتیومیون است یا تفاوتی دارد؟
طبق گزارش اتوکارت، با وجود این نامهای جذاب و خوشآوایی که به گوش میرسد، همهی آنها در واقع باتریهای لیتیومیون هستند که به یک روش مشابه عمل میکنند و تمامی آنها اجزای اولیه مشابهی را دارا هستند. این باتریها از صدها سلول تشکیل یافتهاند؛ هر سلول قادر است چند ولت برق تولید کند و با تجمیع آنها در داخل یک محفظه، انرژی مورد نیاز برای تأمین نیازهای یک خودروی برقی فراهم میشود. هر یک از سلولها دارای دو الکترود هستند، یعنی یک کاتد مثبت و یک آند منفی، و میان آنها جداسازی نارسانا از جنس پلاستیک یا سرامیک قرار داده میشود. افزون بر این، یک لایه نازک از الکترولیت مایع نیز در داخل ساختار سلول جای دارد.
سلولها میتوانند به شکل نازک و مسطح طراحی شوند، شبیه به یک قرص بزرگ افتر ایت، یا به شکل رول درآیند تا به الگوی استوانهای و منشوری برسند؛ با این حال، تمامی آنها همان چهار جزء اساسی را شامل میشوند. تنها عامل متغیر در باتریهای لیتیومیون، فرمولاسیون کاتد است. دو نوع متداول باتریهای خودروی برقی شامل نیکل-منگنز-کبالت و لیتیوم-آهن-فسفات میباشند که به ترتیب با نام اختصاری «NMC» و «LFP» شناخته میشوند.
این دو نام در واقع به ترکیب شیمیایی به کار رفته در کاتد اشاره دارند، در حالی که آند به طور همیشگی از کربن تشکیل شده و معمولاً با گرافیت ساخته میشود. صنعت باتری این فرایند را به پختن کیک تعبیر میکند، اما حقیقت این است که تعداد مواد اولیه به کار رفته در یک سلول باتری لیتیومیون به مراتب کمتر از آن چیزی است که برای تهیه یک کیک نمایشی در تلویزیون به کار میرود. کاتد با ترکیب مواد شیمیایی به صورت خمیر ساخته میشود، سپس این خمیر بر روی فویل آلومینیومی توزیع و خشک میگردد؛ در حالی که آند کربنی نیز با استفاده از خمیر گرافیت بر روی فویل مسی شکل میگیرد. فرمولاسیونهای متفاوت به باتری ویژگیهای گوناگونی اعطا میکنند.
باتریهای NMC توانایی ذخیره انرژی بیشتری برای طی مسافت دارند و کبالت موجود در آنها برای چگالی توان مفید بسیار مناسب است، اما باتری اقتصادیتر LFP از نیکل گرانقیمت و کبالت معارضهآمیز برخوردار نیست و از نظر پایداری نیز در وضعیت بهتری قرار دارد. اما در نهایت، تمامی این باتریها به گونهای مشابه عمل میکنند؛ در زمان شارژ، یونهای لیتیوم در کاتد از طریق الکترولیت و جداساز به سمت آند کربنی حرکت میکنند و زمانی که باتری در حال استفاده و دشارژ است، همین یونها دوباره به کاتد بازمیگردند.
سوالی که برای خریداران خودروهای برقی مطرح میشود این است که آیا باید نسبت به شیمی به کار رفته در خودرویی که قصد خریدش را دارند، نگران باشند یا خیر. اگر معیار اصلی پایداری و ملاحظات زیستمحیطی باشد، باتریهایی که شامل فلزات سنگین مانند نیکل و کبالت نیستند، از جنبه زیستمحیطی امتیاز بهتری دارند. با این حال، در استفادهی روزانه، آنچه اهمیت واقعی دارد، اعداد مربوط به برد و عملکرد خودرو است، نه این که سازنده از چه راهی به این ارقام دست یافته است.
۳۲۲