أحدث التطورات في بطاريات الحالة الصلبة من قبل أكبر 10 شركات عالمية لبطاريات الليثيوم أيون

في عام ٢٠٢٤، بدأ مشهد المنافسة العالمية على بطاريات الطاقة يتبلور. كشفت البيانات العامة الصادرة في الثاني من يوليو أن إجمالي تركيب بطاريات الطاقة العالمية بلغ ٢٨٥.٤ جيجاواط/ساعة من يناير إلى مايو من هذا العام، مسجلاً نموًا بنسبة ٢٣٪ على أساس سنوي.

الشركات العشر الأولى في التصنيف هي: CATL، BYD، LG Energy Solution، SK Innovation، Samsung SDI، Panasonic، CALB، EVE Energy، Guoxuan High-Tech، وXinwanda. وتواصل شركات البطاريات الصينية احتلال ستة من المراكز العشرة الأولى.

من بينها، بلغت منشآت بطاريات الطاقة لشركة CATL 107 جيجاوات ساعة، مستحوذةً على 37.5% من حصة السوق، محققةً بذلك مركزًا رائدًا بميزة مطلقة. كما تُعد CATL الشركة الوحيدة عالميًا التي تجاوزت منشآتها 100 جيجاوات ساعة. أما BYD، فقد بلغت منشآت بطاريات الطاقة 44.9 جيجاوات ساعة، محتلةً المرتبة الثانية بحصة سوقية بلغت 15.7%، بزيادة قدرها نقطتان مئويتان مقارنةً بالشهرين السابقين. وفي مجال بطاريات الحالة الصلبة، تعتمد خارطة الطريق التكنولوجية لشركة CATL بشكل أساسي على الجمع بين مواد الحالة الصلبة والكبريتيد، بهدف تحقيق كثافة طاقة تبلغ 500 واط/كجم. وتواصل CATL حاليًا الاستثمار في مجال بطاريات الحالة الصلبة، وتتوقع تحقيق إنتاج محدود بحلول عام 2027.

أما بالنسبة لشركة BYD، فتشير مصادر السوق إلى أنها قد تتبنى خطة تكنولوجية تتضمن كاثودات ثلاثية عالية النيكل (بلورة واحدة)، وأنودات قائمة على السيليكون (منخفضة التمدد)، وإلكتروليتات كبريتيد (هاليدات مركبة). يمكن أن تتجاوز سعة الخلية 60 أمبير/ساعة، مع كثافة طاقة نوعية للكتلة تبلغ 400 واط/كجم وكثافة طاقة حجمية تبلغ 800 واط/لتر. يمكن أن تتجاوز كثافة طاقة حزمة البطارية، المقاومة للثقب أو التسخين، 280 واط/كجم. يتزامن توقيت الإنتاج الضخم تقريبًا مع توقيت السوق، حيث من المتوقع بدء الإنتاج على نطاق صغير بحلول عام 2027، والترويج للسوق بحلول عام 2030.

كانت شركة LG Energy Solution قد توقعت سابقًا إطلاق بطاريات الحالة الصلبة القائمة على الأكسيد بحلول عام 2028 وبطاريات الحالة الصلبة القائمة على الكبريتيد بحلول عام 2030. ويُظهر أحدث تحديث أن شركة LG Energy Solution تهدف إلى تسويق تقنية بطاريات الطلاء الجاف قبل عام 2028، مما قد يقلل تكاليف إنتاج البطاريات بنسبة 17% إلى 30%.

تخطط شركة SK Innovation لاستكمال تطوير بطاريات الحالة الصلبة المركبة من أكسيد البوليمر وبطاريات الحالة الصلبة الكبريتيدية بحلول عام 2026، مع استهداف التصنيع بحلول عام 2028. وتعمل الشركة حاليًا على إنشاء مركز أبحاث للبطاريات في دايجون، مقاطعة تشونغتشونغنام.

أعلنت شركة Samsung SDI مؤخرًا عن خطتها لبدء الإنتاج الضخم للبطاريات ذات الحالة الصلبة في عام 2027. سيحقق مكون البطارية الذي يعملون عليه كثافة طاقة تبلغ 900 واط/لتر وسيتمتع بعمر افتراضي يصل إلى 20 عامًا، مما يتيح شحن 80% في 9 دقائق.

تعاونت باناسونيك مع تويوتا عام ٢٠١٩، بهدف تحويل بطاريات الحالة الصلبة من المرحلة التجريبية إلى التصنيع. كما أسست الشركتان شركة متخصصة في بطاريات الحالة الصلبة تُدعى "برايم بلانيت إنرجي آند سوليوشنز". إلا أنه لم تُعلن أي تحديثات إضافية حتى الآن. مع ذلك، أعلنت باناسونيك سابقًا في عام ٢٠٢٣ عن خطط لبدء إنتاج بطاريات الحالة الصلبة قبل عام ٢٠٢٩، لاستخدامها بشكل أساسي في الطائرات بدون طيار.

هناك أخبار محدودة مؤخرًا حول تقدم شركة CALB في مجال بطاريات الحالة الصلبة. في الربع الأخير من العام الماضي، أعلنت CALB في مؤتمر عالمي للشركاء أن بطارياتها شبه الصلبة سيتم تركيبها في سيارات فاخرة من علامات تجارية أجنبية في الربع الأخير من عام 2024. يمكن لهذه البطاريات تحقيق مدى 500 كيلومتر بشحنة مدتها 10 دقائق، ويمكن أن يصل مداها الأقصى إلى 1000 كيلومتر.

كشف تشاو روي روي، نائب مدير المعهد المركزي للأبحاث في شركة EVE Energy، عن أحدث التطورات في مجال بطاريات الحالة الصلبة في يونيو من هذا العام. وأفادت التقارير أن EVE Energy تسعى إلى وضع خارطة طريق تكنولوجية تتضمن إلكتروليتات الحالة الصلبة من الكبريتيد والهاليد. وتخطط الشركة لإطلاق بطاريات الحالة الصلبة بالكامل في عام 2026، مع التركيز في البداية على المركبات الكهربائية الهجينة.

أطلقت شركة غوشوان للتكنولوجيا الفائقة "بطارية جينشي"، وهي بطارية صلبة بالكامل تستخدم إلكتروليتات كبريتيد. تتميز بكثافة طاقة تصل إلى 350 واط/كجم، متجاوزةً بذلك البطاريات الثلاثية الشائعة بأكثر من 40%. وتسعى غوشوان للتكنولوجيا الفائقة، بطاقة إنتاجية شبه صلبة تبلغ 2 جيجاواط/ساعة، إلى إجراء اختبارات على نطاق صغير على المركبات لبطارية جينشي الصلبة بالكامل في عام 2027، بهدف تحقيق الإنتاج الضخم بحلول عام 2030، عندما تستقر السلسلة الصناعية.

أصدرت شركة زينواندا أول إفصاح علني مفصل عن التقدم المحرز في مجال بطاريات الحالة الصلبة الكاملة في يوليو من هذا العام. وذكرت الشركة أنها تتوقع، من خلال الابتكار التكنولوجي، خفض تكلفة بطاريات الحالة الصلبة القائمة على البوليمر إلى 2 يوان/ساعة بحلول عام 2026، وهو سعر قريب من تكلفة بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية. وتخطط الشركة لتحقيق الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة الكاملة بحلول عام 2030.

في الختام، تعمل أكبر عشر شركات عالمية لبطاريات الليثيوم أيون بنشاط على تطوير بطاريات الحالة الصلبة، وتُحرز تقدمًا ملحوظًا في هذا المجال. تتصدر شركة CATL هذه الشركات بتركيزها على مواد الحالة الصلبة والكبريتيد، بهدف تحقيق كثافة طاقة تبلغ 500 واط/كجم. كما وضعت شركات أخرى، مثل BYD، وLG Energy Solution، وSK Innovation، وSamsung SDI، وPanasonic، وCALB، وEVE Energy، وGuoxuan High-Tech، وXinwanda، خرائط طريق تكنولوجية وجداول زمنية خاصة بها لتطوير بطاريات الحالة الصلبة. ويشهد سباق بطاريات الحالة الصلبة منافسة شرسة، وتسعى هذه الشركات جاهدةً لتحقيق التسويق والإنتاج الضخم في السنوات القادمة. ومن المتوقع أن تُحدث هذه التطورات والاختراقات المذهلة ثورةً في صناعة تخزين الطاقة، وأن تدفع نحو اعتماد بطاريات الحالة الصلبة على نطاق واسع.