باتری خودروهای برقی چگونه تولید می‌شود؟

به گزارش دنده6 : بی‌شک مهم‌ترین بخش یک خودروی برقی باتری آن است که جزو تازه‌ترین تکنولوژی‌های چنین محصولاتی نیز به شمار می‌رود زیرا علیرغم اینکه پیشینه اختراعش به قرن نوزدهم میلادی بازمی‌گردد اما اولین باتری لیتیوم یون تجاری در سال ۱۹۹۱ و توسط سونی تولید شده است. نکته دیگر اینکه ما نام‌های زیادی از باتری‌ها را شنیده‌ایم ولی شاید با تفاوت‌های آن آشنا نباشیم. برای مثال، آیا باتری لیتیوم آهن فسفات همان باتری لیتیوم یون است یا اینکه با یکدیگر تفاوت دارند؟ با وجود استفاده از نام‌های گوناگون، هر دو باتری از نوع لیتیوم یون هستند و از قطعات اصلی مشابهی استفاده کرده‌اند.

باتری خودروهای برقی در حقیقت از صدها سلول تشکیل شده است. هریک از این سلول‌ها چندین ولت تولید می‌کنند و در ساختاری یکپارچه باعث ارائه انرژی لازم برای خودروها می‌شوند. هر سلول دارای دو الکترود است که الکترود مثبت کاتد نام داشته و الکترود منفی با نام آند شناخته می‌شود. بین این الکترودها یک لایه جداکننده نارسانا وجود دارد که از پلاستیک یا سرامیک ساخته می‌شود. همچنین لایه نازکی از الکترولیت مایع هم بین الکترودها دیده می‌شود. سلول‌ها می‌توانند نازک و تخت باشند و یا به‌صورت استوانه‌ای تولید شوند.

چیزی که در باتری لیتیوم یون تغییر کرده فرمولاسیون کاتد است. مواد نیکل منگنز کبالت NMC و لیتیوم آهن فسفات LFP جزو دو نمونه از رایج‌ترین باتری‌های موجود در خودروهای برقی هستند و همان‌طور که نامشان نشان می‌دهد، ترکیب شیمیایی مواد بکار رفته برای تشکیل کاتد را به نمایش می‌گذارند؛ اما باید دانست آند همیشه از ترکیبات کربنی و معمولاً گرافیت ساخته می‌شود. صنعت باتری دوست دارد از ترکیب مواد شیمیایی برای تولید باتری استفاده کند اما واقعیت این است که مواد تشکیل دهنده سلول باتری لیتیوم یون کمتر است.

کاتد با ترکیب مواد شیمیایی روی خمیری خاص تولید می‌شود. این ترکیبات روی فویل آلومینیومی قرار می‌گیرند. آند کربنی هم با خمیری گرافیتی که روی فویل مسی گسترده شده تشکیل خواهد شد. فرمول‌های متفاوت مورد استفاده برای ساخت این بخش‌ها باعث می‌شود باتری‌ها ویژگی‌های متفاوتی داشته باشند. باتری‌های NMC انرژی بیشتری را ذخیره می‌کنند که معنی آن توان پیمایش بیشتر خواهد بود. کبالت نیز برای تراکم بالای انرژی خوب است اما باتری ارزان‌تر LFP فاقد نیکل یا کبالت گران‌قیمت است و درعین‌حال پایداری بیشتری دارد.

البته همه این باتری‌ها روش کارکرد مشابهی دارند. در زمان شارژ، یون‌های لیتیوم کاتد از الکترولیت و لایه جدا کننده عبور کرده و به آند می‌رسند. زمانی که باتری در حال استفاده بوده و شارژ نمی‌شود، یون‌ها به کاتد بازمی‌گردند. اگر به این موضوع که باتری خودروی برقی شما از چه مواد شیمیایی استفاده کرده حساس هستید پس باید بدانید باتری‌های فاقد عناصر سنگین همچون نیکل و کبالت برای محیط‌زیست بهتر هستند؛ اما آنچه برای اکثر خریداران اهمیت دارد توان پیمایش و زمان شارژ باتری است و به همین خاطر است که خودروسازان تمرکز خاصی روی تولید محصولاتی با حداکثر شعاع حرکتی و حداقل زمان شارژ هستند تا نگرانی‌های خریداران را برطرف کنند. در کنار این موضوع شاهد گسترش زیرساخت‌های شارژ نیز هستیم. به نظر می‌رسد در سال‌های آینده خودروهای برقی کاملاً فراگیر شوند و عرصه را بر خودروهای درون‌سوز تنگ کنند.