الاتجاهات الناشئة في ابتكار بطاريات الطاقة العالمية

تتسابق الدول في جميع أنحاء العالم لتحسين مواد وهياكل البطاريات بشكل متكرر لتحقيق تطوير جيل جديد من بطاريات الطاقة عالية الأداء ومنخفضة التكلفة بحلول عام 2025.

فيما يتعلق بمواد الأقطاب الكهربائية، يتمثل الاتجاه السائد لتعزيز كثافة طاقة بطاريات الطاقة وخفض التكاليف في تقليل محتوى الكوبالت في المواد الخام وزيادة محتوى النيكل، نظرًا للتضارب بين ندرة الموارد والطلب المتزايد. وتركز شركات تصنيع بطاريات الطاقة الكبرى، مثل باناسونيك وإل جي وكاتل، على البطاريات منخفضة الكوبالت والخالية منه باعتبارها الجيل القادم من تطوير بطاريات الطاقة. ويدفع الطلب المتزايد على كثافة الطاقة العالية، نتيجةً للتحول الكبير نحو الكهرباء، إلى رفع حدود السعة في مواد الأنود الجرافيتي لبطاريات الليثيوم أيون. ويُعدّ دمج أنودات السيليكون والكربون مع مواد ثلاثية غنية بالنيكل اتجاهًا تطويريًا واعدًا.

فيما يتعلق بتجميع حزم البطاريات، لا تستغل التكوينات التقليدية للوحدات سوى حوالي 40% من المساحة المتاحة. وينصبّ التركيز الأساسي لتحسين هياكل البطاريات على دمج وتبسيط أساليب الخلايا والوحدات والتغليف. وتبرز تقنيات مثل دمج الخلايا مباشرةً في حزم البطاريات (تقنية CTP) أو دمج أغلفة حزم البطاريات مع هياكل المركبات (تقنية CTC) كاستراتيجيات فعّالة للتحسين.

من المتوقع أن يؤدي تنويع مسارات تكنولوجيا بطاريات الطاقة إلى انتشار استخدام بطاريات الحالة الصلبة على نطاق واسع بحلول عام 2030.

لا تزال بطاريات أيونات الصوديوم في المراحل الأولى من التسويق التجاري، إلا أن قدرتها المحدودة على إنتاج الطاقة تُعيق انتشارها. وبحلول عام 2030، من المتوقع أن تُصبح بطاريات أيونات الصوديوم بديلاً مُناسباً لبطاريات أيونات الليثيوم، وأن تجد تطبيقات في تخزين الطاقة والمركبات الكهربائية منخفضة السرعة التي تتأثر أسعارها بشكل كبير. ويتسارع تطوير تقنية بطاريات الحالة الصلبة، حيث يُتوقع أن تدخل بطاريات الجيل القادم، مثل بطاريات الحالة الصلبة بسعة 500 واط/ساعة لكل كيلوغرام وبطاريات الليثيوم-الكبريت، إلى السوق على نطاق واسع بحلول عام 2030. ومن المتوقع أن تُسفر الأبحاث الجارية في مجال بطاريات الهواء المعدنية عالية الأداء وبطاريات الهيدروجين المعدنية منخفضة التكلفة عن طفرات في التطبيقات بعد عام 2030.

من المتوقع أن تصبح الجهود المبذولة في إعادة تدوير بطاريات الطاقة والإدارة الشاملة لدورة حياتها عوائق تكنولوجية جديدة في المستقبل.

سنّ الاتحاد الأوروبي قانون البطاريات الجديد واستراتيجية البطاريات الجديدة للبحث والابتكار، واضعًا بذلك "عتبة خضراء" لمنتجات بطاريات الطاقة. ومن المرجح أن ترتفع الحواجز الاستراتيجية والكربونية أمام بطاريات الطاقة، مما يؤكد الأهمية المتزايدة لإعادة تدوير البطاريات لما لها من مزايا استراتيجية وخفض لانبعاثات الكربون. وقد صرّح الاتحاد الأوروبي صراحةً بأنه بحلول عام 2031، يجب أن تصل معدلات استرداد الكوبالت والنيكل والنحاس إلى 95%، بينما يجب أن تصل معدلات استرداد الليثيوم إلى 80%. ومن المتوقع أن يُسرّع تطبيق "العتبة الخضراء" من تطوير تقنيات إعادة تدوير البطاريات واستخدامها في قطاع الموارد المتجددة. علاوة على ذلك، سيُسهّل إدخال "جوازات سفر البطاريات" تبادل البيانات وتقارب نماذج إدارة البطاريات، مما يُعزز الشفافية وإمكانية تتبع بيانات دورة حياة بطاريات الطاقة.

للحصول على مزيد من المعلومات حول الصناعة والمنتجات، يرجى الاتصال بنا:
واتساب/هاتف: +86-18100835727
Email: support@voltupbattery.com