EN
تسعى شركات السيارات العالمية للوصول إلى تقنية بطاريات الحالة الصلبة (Solid-State Batteries) بصفتها الحل الحاسم لزيادة المدى وتقليل أوقات الشحن.
وتواجه هذه التقنية عقبات هندسية معقدة تحول دون إنتاجها التجاري الموسع.
وفي هذا السياق، سجلت الصانعة الصينية "بي واي دي" (BYD) براءة اختراع جديدة لدى الهيئة الوطنية للملكية الفكرية في الصين تسعى من خلالها لمعالجة إحدى أبرز مشاكل الفيزياء الكيميائية داخل خلية البطارية.
ابتكار القطب المزدوج بين الهاليد والكبريتيد
تعتمد تقنية BYD الجديدة على تصميم قطب كاثود مركب يدمج نوعين مختلفين من المواد الإلكتروليتية الصلبة؛ حيث تجمع الخلية بين جزيئات "الهاليد" (Halide) صغيرة الحجم وجزيئات "الكبريتيد" (Sulfide) أكبر حجمًا، ويتم خلطهما مباشرة مع المادة النشطة للكاثود.
ويهدف هذا الدمج إلى استغلال المزايا الاستثنائية لكل مادة؛ حيث يمنح الكبريتيد توصيلاً أيونيًا عاليًا، بينما يوفر الهاليد استقرارًا كيميائيًا ممتازًا عند الفولتية العالية.
معالجة تآكل الواجهات الصلبة وزيادة العمر الافتراضي
تكمن المشكلة الرئيسية في بطاريات الحالة الصلبة التقليدية في أن المواد الصلبة تتمدد وتنكمش أثناء عمليات الشحن والتفريغ المتكررة، مما يؤدي إلى ظهور الفراغات الشديدة وفقدان التلامس الفيزيائي بين جزيئات الإلكتروليت والكاثود.
وعلى عكس البطاريات السائلة التي تملأ الفراغات تلقائيًا، يتسبب هذا التفكك الصلب في تدهور أداء البطارية وقصر عمرها.
وتعمل التركيبة الجديدة ذات الأحجام المتباينة من الجزيئات على ملء الفجوات المجهرية بشكل مستمر والحفاظ على التلامس الكهربائي والإنتاجي تحت مختلف ظروف الضغط والجهد.
التحديات الصناعية ومرحلة التطوير الميداني
تأتي براءة الاختراع الجديدة لتكمل سلسلة من الأبحاث التي تسجلها BYD لتطوير أغشية مخصصة للبطاريات ودعم الكاثودات عالية الكثافة.
وعلى الرغم من الأهمية النظرية لهذا الابتكار في استقرار التلامس الميكانيكي والكيميائي، إلا أن التقارير تؤكد أن التقنية لا تزال في مراحل الاختبار والمعالجة ولم تُثبت بعد على خطوط إنتاج السيارات الفعالية المباشرة أو التكلفة النهائية، مما يعني أن التطبيق التجاري الموسع يحتاج لمزيد من الوقت للتغلب على صعوبات التصنيع الكمي.
