ابتكار جديد في بطاريات الليثيوم
تكنولوجيا البطاريات تتغير. تصميم QuantumScape الصلب يعيد النظر في مكونات البطارية الأساسية لتحسين الكثافة، تقليل زمن الشحن، وزيادة الأمان في الأجهزة والمركبات.
مصدر الصورة:
Quantum Scape
إعادة التفكير في هيكل البطاريات
تستخدم البطاريات التقليدية من أيونات الليثيوم إلكتروليتات سائلة وقطب
سالب دائم من الجرافيت. هذا التصميم يحد من كمية الطاقة التي يمكن للخلية تخزينها
ويثير مخاوف السلامة بسبب الطبيعة القابلة للاشتعال للمواد. تعمل شركة QuantumScape على نموذج مختلف: إزالة
القطب السالب واستبدال العناصر السائلة بإلكتروليت صلب. هذا يقلل المساحة ويزيد
الاستقرار ويفتح مجالاً أكبر للطاقة دون تغيير حجم البطارية.
يتمحور تصميم البطارية الصلبة للشركة حول معدن الليثيوم، والذي يشكل
القطب السالب فقط عندما يبدأ الشحن. هذا التحول يلغي الحاجة لطبقة قطب سالب منفصلة
ويعزز كثافة الطاقة للبطارية. من خلال إدخال فاصل سيراميكي بدلاً من السائل، تتجنب
البطارية مشاكل مثل التسرب أو ارتفاع الحرارة. هذه الخيارات الهيكلية تمثل تغييراً
جوهرياً في كيفية تخزين البطاريات وتوصيل الطاقة.
ما يقدمه التصميم في الاستخدام الفعلي
تهدف البطارية الجديدة إلى تقليل وقت الشحن بشكل كبير - تظهر البيانات
المبكرة شحناً إلى 80% في أقل من 15 دقيقة. في الوقت نفسه، من المقصود أن تحافظ
على أدائها عبر الدورات المتكررة. هذا يعني عمراً تشغيلياً أطول دون التراجع
التدريجي الذي غالباً ما يُشاهد في خلايا أيونات الليثيوم القياسية.
استبدال السائل بإلكتروليت صلب يجعل البطارية أيضاً أكثر استقراراً تحت
الضغط. يقاوم التصميم الدوائر القصيرة والأحداث الحرارية، مما يجعلها أكثر أماناً
لحالات الاستخدام المختلفة. هذه الخصائص ليست إضافات - بل هي نتيجة للهيكل الأساسي
للبطارية. مجتمعة، تسمح بالتطبيقات في الأجهزة والمركبات حيث الأداء المستمر طويل
المدى ضروري.
التداعيات على التنقل الكهربائي
غالباً ما يعتمد أداء المركبات الكهربائية على البطارية - حجمها ووزنها
ووقت شحنها ومتانتها. نهج QuantumScape يعالج هذه المخاوف مباشرة. من خلال استخدام معدن الليثيوم وتبسيط
الطبقات الداخلية، تخزن البطارية طاقة أكثر وتدعم شحناً أسرع دون حجم إضافي.
هذه الزيادة في كثافة الطاقة تعني أن المركبات يمكن أن تسافر مسافة
أبعد بين الشحنات دون الحاجة لحزم بطاريات أكبر. بالإضافة إلى ذلك، إزالة المكونات
المعقدة مثل الجرافيت يمكن أن تبسط عملية الإنتاج. مع تزايد الطلب على النقل
الأنظف، تغييرات مثل هذه يمكن أن تدعم اعتماد أوسع للمركبات الكهربائية مع تقليل
بعض الضغط البيئي الناجم عن تصنيع البطاريات الحالية.
لقد تجاوزت حدودك المجانية لمشاهدة المحتوى المميز لدينا
يرجى الاشتراك للحصول على وصول غير محدود إلى ابتكاراتنا.
Get The Latest In Innovation
Join Our Newsletter
Where bold ideas find bold readers.
