بطاريات ليثيوم ما زالت البطاريات الأكثر استخداماً في سيارات الهايبرد الكهربائية، لكن رغم ذلك، هناك أيضاً أنواع أخرى شهيرة مثل النيكل.
على الرغم من أن بطارية الليثيوم ما زالت البطاريات الأكثر استخداماً في سيارات الهايبرد والسيارات الكهربائية ، وفيما تتزايد شعبية السيارات الكهربائية في الأعوام الأخيرة نظرًا لارتفاع أسعار الوقود العادي و اتجاه المزيد من المصنّعين نحو تطوير وإطلاق طرازات جديدة من السيارات الكهربائية.
لكن مفتاح نجاح السيارة الكهربائية هو ما توفره من مدى ونقصد بكلمة مدى المسافة المقطوعة بالشحنة الكهربائية الواحدة – والذي يعتمد بشكل كبير على سعة البطارية التي تخزن الطاقة الكهربائية، ولتحقيق هذه المهمة الصعبة – تخزين القوة – يجب أن تكون بطاريات السيارات الكهربائية مضغوطة وقادرة على إعادة الشحن بسرعة وبشكل منتظم ، وأن تحتوي أيضًا على الكثير من الطاقة لتصل بك عزيزي القارئ إلى حيث تريد أن تذهب.
تطوير تكنولوجيا البطاريات أصبح اليوم على رأس أولويات شركات السيارات ، والتي تسعى جاهدة لتلبية شهية العالم المتزايدة للسيارات الكهربائية وتتنافس فيما بينها لتقديم بطاريات بقوة أكبر ومدى أطول ووقت أقل لأعادة شحن البطارية بما يلبي رغبة الزبائن وحاجاتهم المتنوعة لتصبح السيارات الكهربائية خياراً عملياً أكثر ولتقترب أكثر من النموذج الذي اعتدنا عليه في السيارات العادية المزودة بمحركات الاحتراق الداخلي.
شاهد أيضاً : أقوى وأسرع سيارة بي ام دبليو كهربائية
وفي مقال اليوم عزيزي القارئ سنتعرف على عدد من أنواع البطاريات المستخدمة حالياً في السيارات الكهربائية ونحاول معرفة عيوب وميزات كل بطارية ، بالإضافة إلى البطارية الصلبة و التي من المتوقع أن نشاهدها في المستقبل
بطاريات ليثيوم للسيارات الكهربائية وأشهر أنواعها الأخري هي:
1- بطاريات ليثيوم
بطارية ليثيوم أيون (Li–ion) – أو بطارية ليثيوم كما تعرف اختصاراً – هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن وتتكون من خلايا تنتقل فيها أيونات الليثيوم من القطب السالب عبر محلول كهربائي ناقل إلى القطب الموجب أثناء التفريغ، وتعود الأيونات عند الشحن إلى القطب السالب و تستخدم خلايا بطارية الليثيوم مركب الليثيوم للقطب الموجب وعادة ما يصنع القطب السالب من الجرافيت.
وتُستخدم بطاريات ليثيوم ايون حاليًا في معظم الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المحمولة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة بسبب طاقتها العالية مقارنة بالأنواع الأخرى من البطاريات ، بوصفها وحدات لتخزين الطاقة الكهربائية ، كما تتمتع بطاريات الليثيوم بكفاءة طاقة عالية ، وأداء جيد في درجات الحرارة العالية ، وتفريغ ذاتي منخفض. ومع ذلك ، يمكن أن تشكل خطرًا على السلامة لأن المحلول الكهربائي فيها قابل للاشتعال ، وفي حالة تلفها أو شحنها بشكل غير صحيح يمكن أن تؤدي إلى انفجارات وحرائق.
وتنقسم بطاريات الليثيوم إلى أنواع مختلفة حسب الحجم والشكل والمواد المستخدمة للأقطاب الموجبة والسالبة وما إلى ذلك
2- بطاريات النيكل
تُستخدم بطاريات هيدريد معدن النيكل (Ni–MH) – أو بطاريات النيكل كما تعرف اختصاراً – على نطاق واسع في المركبات الكهربائية الهجينة (سيارات هايبرد) ونادراً ما نراها في السيارات الكهربائية بالكامل، ويكمن الفرق في أن المركبات الكهربائية الهجينة أو سيارات الهايبرد لا تستمد الطاقة من مصدر خارجي إضافي وبدلاً من ذلك تعتمد على الوقود وحركة السيارة لإعادة شحن البطارية.
وتتمتع بطاريات هيدريد معدن النيكل بدورة حياة أطول من بطاريات ليثيوم أيون. كما أنها آمنة وتتحمل الاستعمال القاسي ومع ذلك ، تكمن عيوب هذه البطاريات في معدل تفريغ ذاتي أعلى ، وهي أغلى بكثير ، كما تولد كميات كبيرة من الحرارة في درجات الحرارة المرتفعة ، وهو أمر شائع جدًا في السيارة.
هذه العيوب جعلت بطاريات النيكل أقل اختياراً للسيارات التي تحتاج بطارياتها إلى الشحن من مصدر خارجي – السيارات الكهربائية بالكامل -. وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي لاستخدام هذه البطاريات في السيارات الهجينة – سيارات الهايبرد – .
3- البطاريات الصلبة
تعتبر بطاريات الحالة الصلبة (solid–state battery) المرحلة التالية في تطوير السيارات الكهربائية وذلك بما تتمتع به من قدرة على توفير شحن أسرع ومدى أطول ومن المتوقع أن نشاهدها في سيارات كهربائية إنتاجية خلال الأعوام القليلة القادمة، وتُعرّف البطارية الصلبة بأنها بطارية تستخدم أقطابًا صلبة ووسطا ناقلاً صلباً بدلاً من المحلول الموجود في بطاريات الليثيوم أيون ، ومن المواد الممكنة للاستخدام كوسط نقال صلب في بطاريات الصلبة مادة السيراميك والبوليمرات الصلبة.
وفيما تم اكتشاف تقنية الوسط الناقل الصلب لأول مرة في القرن التاسع عشر ، إلا أن العديد من العيوب حالت دون استخدامها على نطاق واسع في ذلك الحين، ولكن الاهتمام بتقنيات البطارباتت الكهربائية الصلبة تجدد مؤخراً لا سيما في سياق السيارات الكهربائية ، حيث يمكن أن توفر بطاريات الحالة الصلبة حلولًا محتملة للعديد من مشاكل بطاريات ليثيوم السائلة ، مثل القابلية للاشتعال، والجهد المحدود، وضعف القوة أو الأداء .
وبشكل عام تكمن ميزات هذا النوع من البطاريات في كثافة الطاقة العالية مقارنة ببطارية الليثيوم ما يعني أنها قد توفر ضعف المسافة المقطوعة في الشحنة الكهربائية الواحدة أو أكثر، ويعني هذا في المقابل أن تبقى المسافة المقطوعة كما هي ولكن ببطارية أصغر وبوقت شحن أقل قد يصل إلى ربع ساعة فقط لأعادة شحن البطارية بالكامل ، كما تتميز البطاريات الصلبة بأنها أكثر أماناً واقل عرضة للاحتراق.
أما عيوب البطاريات الصلبة فتتمثل في كونها أكثر عرضة للتلف بسب التمدد والتقلص الناتج عن إعادة الشحن ، كما أن سعرها ما زال مرتفعاً .
ولكن يبدو أن بعض شركات السيارات ، مثل شركتيّ تويوتا وفولكس فاجن على وجه التحديد ، تراهن على تطوير هذا النوع من البطاريات وتعتقد أن من الممكن استخدام البطاريات الصلبة في سيارات إنتاجية بحلول عام 2024 ، كما تعمل شركات مختصة في صنع البطاريات على تجهيز البطاريات الصلبة بطريقة خاصة تجعلها مناسبة للاستخدام في خطوط إنتاج السيارات الحالية كبديل عن بطاريات الليثيوم .
