تقول شركة بدء تشغيل البطارية هذه إنها وجدت طريقة لصنع بطاريات LFP رخيصة الثمن دون التضحية بالمدى

تظل التكلفة واحدة من أكبر العقبات التي تحول دون اعتماد السيارات الكهربائية. يتم بيع معظم السيارات الكهربائية اليوم بأسعار أعلى من السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري، وهذا يمنع الكثير من الناس من شراء واحدة.

وقد يتغير ذلك قريبا. كشفت شركة Coreshell، وهي شركة ناشئة متخصصة في مواد البطاريات، عن إنجاز كبير هذا الأسبوع يمكن أن يخفض تكلفة بطاريات الليثيوم أيون.

لن يكون هذا هو نوع التقدم الذي يفتح نطاق 500 ميل للمركبات الكهربائية، ولكن لا يحتاج الكثير من الناس إلى هذا النوع من القدرة. إذا أثبت نهج Coreshell قيمته، فقد يمهد الطريق لبطاريات أرخص لا تعتمد على الصين.

وتعتمد التوقعات الخاصة بالمركبات الكهربائية الأرخص على تدفق مستمر من التحسينات التكنولوجية، بما في ذلك تحسين مواد البطاريات. يتمتع السيليكون بالقدرة على استبدال الجرافيت في الأنود، وهو الطرف السالب لبطارية الليثيوم أيون. يقبل كل من السيليكون والجرافيت أيونات الليثيوم ويخزنونها عند شحن البطارية. في حين أن السيليكون يمكن أن يحمل الكثير، إلا أن هناك جانبًا سلبيًا.

عند الشحن، تميل الأنودات إلى الانتفاخ. تصبح أنودات الجرافيت منتفخة قليلاً، وتكون مرنة جدًا عند التشغيل. ولكن عندما يتم شحن أنودات السيليكون، فإنها يمكن أن تنتفخ مثل البالونات إلى حجمها الأصلي عدة مرات. وبدون وجود شيء يعوض ذلك، يمكن أن ينهار الأنود بعد دورات شحن وتفريغ متتالية.

ومع ذلك، فإن قدرة السيليكون على تحسين البطاريات لديها العديد من الشركات الناشئة التي تعمل على حل مشاكلها. تشتمل معظم الأساليب على هياكل مجهرية متخصصة لاستيعاب ميل السيليكون إلى التوسع. ولتصنيع تركيباتها الخاصة، تستخدم هذه الشركات نسخة أكثر دقة وأكثر تكلفة من المعدن. ونتيجة لذلك، تم استهداف أنودات السيليكون حتى الآن في الأسواق التي يمكن فيها استيعاب علاوة السعر بسهولة أكبر، بما في ذلك الإلكترونيات الاستهلاكية والمركبات الكهربائية المتطورة.

كانت شركة Coreshell قد ركزت سابقًا على الطلاءات التي تعمل على إبطاء تدهور مواد البطاريات المختلفة، ولكن الشركة الآن مخصصة للسيليكون. وقال المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي جوناثان تان لـ TechCrunch: “قبل عامين، حققنا تقدمًا في مجال السيليكون المعدني”. وأضاف أن الطلاء مرن، مما يساعد على تجميع المواد معًا من خلال دورات الشحن والتفريغ، كما أنه يمنع التدهور على السطح. “سيكون هذا هو الشيء الذي نركز على جلبه إلى السوق وسنقوم بتسويقه بدءًا من العام المقبل.”

وقال تان يوم الخميس في عرض تقديمي في الندوة الدولية للبطاريات، إن السيليكون المعدني ليس أرخص فقط من الخيارات ذات النقاء العالي، بل إنه أيضًا حوالي نصف تكلفة الجرافيت المستخدم عادة في بطاريات الليثيوم أيون.

هناك تداعيات جيوسياسية أيضًا. ثلاثة أرباع سلسلة توريد أنود الجرافيت في العالم تمر عبر الصين، وفقًا لشركة Benchmark Mineral Intelligence. وقد وضع ذلك مصنعي البطاريات وشركات صناعة السيارات في موقف صعب. للتأهل للحصول على الإعفاءات الضريبية على المركبات الكهربائية، يشترط قانون الحد من التضخم أن تأتي نسبة الحد الأدنى من مواد البطاريات من مصادر محلية أو من البلدان التي أبرمت معها الولايات المتحدة اتفاقية تجارة حرة؛ ومن المقرر أن ترتفع هذه الحصة إلى 90% في عام 2028.

ونظرًا لأن السيليكون يمكنه تخزين طاقة أكبر بكثير، فإن البطاريات ذات السعة المكافئة تتطلب مواد أقل مقارنة بالجرافيت. وبالنظر إلى ذلك، تقدر شركة كورشيل أن الولايات المتحدة يجب أن يكون لديها ما يكفي من السيليكون المعدني لتلبية الطلب. ولأن تكلفة السيليكون المعدني أيضًا أقل من تكلفة الجرافيت، فإن لديه القدرة على أن يحل محل الجرافيت الصيني بالكامل.

سيكون المنتج الأول لشركة Coreshell عبارة عن أنود سيليكون مقترن بكاثود فوسفات الليثيوم والحديد (LFP). تعد كاثودات LFP أرخص وأكثر أمانًا من المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة في المركبات الكهربائية، مثل النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، والمكونات متاحة على نطاق أوسع خارج الصين. ولهذا السبب، قامت شركات صناعة السيارات بإلقاء نظرة ثانية على LFP، لكنها امتنعت عن نشرها على نطاق واسع لأنها تخزن طاقة أقل من NMC.

ومع ذلك، عند مطابقتها مع أنود السيليكون، يجب أن يختفي التفاوت. تتوقع شركة Coreshell أن أنودات السيليكون الخاصة بها قد تمنح LFP ميزة على خلايا NMC التقليدية ذات أنودات الجرافيت.

أولاً، تحتاج شركة Coreshell إلى توسيع نطاق تقنيتها وتسويقها تجاريًا، وهي مهمة ليست بسيطة. سيكون سوقها الأولي هو التنقل الإلكتروني، بما في ذلك الدراجات الإلكترونية والدراجات البخارية الكهربائية وعربات الكثبان الرملية الكهربائية. (الشركة لديها صفقة مع تجسيد مايرز مانكس، الذي صنع العربة الكثبان الرملية الشهيرة التي تحمل الاسم نفسه في الستينيات). في الوقت الحالي، تصنع الشركة المواد الخاصة بها، لكنها لا تعارض العمل بشكل وثيق مع الموردين، وربما الترخيص التكنولوجيا الخاصة بها.

وفي هذه الأثناء، ستتقدم شركة Coreshell عبر مراحل التأهيل الصارمة المطلوبة لتصبح موردًا للسيارات. وقال تان إن شركته تخطط لتوفير عينات A للشركاء في عام 2025، وتأمل أن تصبح في مجال السيارات الكهربائية بحلول نهاية العقد. بحلول عام 2025، يتوقع منافسوها Sila وGroup14 أن يبدأوا الإنتاج التجاري. من المؤكد أن مواد أنود السيليكون الخاصة بهم ستكلف أكثر، لكن سيكون لديهم ميزة الحجم والخبرة للمساعدة في خفض التكاليف.

بالنسبة لشركات صناعة السيارات، فإن احتمال الاختيار جذاب. لم تنجح جميع التطورات في مجال البطاريات في التحقق من صحتها، وإذا كان لبطارية الليثيوم أيون أن تستمر في مسيرتها نحو أسفل منحنى التكلفة، فسوف تحتاج إلى أكثر من نهج واحد لتحقيق التطورات الإضافية التي تعتمد عليها صناعة السيارات.