فورد دیروز تولید پیکاپ لایتنینگ F-150 خود را آغاز کرد، وسیله نقلیه ای که پرفروش ترین خودروی این خودروساز – و ایالات متحده آمریکا – را می برد و موتورهای برقی قدرتمند خود را جایگزین موتورهای جاذب گاز آن با بیش از 1800 پوند می کند. از باتری ها
این پکیج به اندازه تشک می تواند بیش از 300 مایل برد داشته باشد، اما اگر فورد بخواهد بر جنگجویان قایق موتوری 28 فوتی در آخر هفته پیروز شود، به باتری های بهتری نیاز دارد.
در حالی که باتری‌های امروزی می‌توانند انرژی بیشتری نسبت به همیشه ذخیره کنند – در چند سال گذشته، تراکم انرژی آنها 5٪ در سال بهبود یافته است – این افزایش تدریجی و مداوم ممکن است برای بی‌معنا کردن خودروهای الکتریکی برای بسیاری از مصرف‌کنندگان کافی نباشد. سلول‌های امروزی از هر نظر بهتر از سلول‌های ساخته شده پنج سال پیش هستند، اما هنوز هم چیزهای زیادی باقی می‌مانند. برخی پیشرفت ها مورد نیاز است.
خودروهای برقی بخش نسبتاً کوچکی از کل بازار خودروها و کامیون‌ها را تشکیل می‌دهند، اما تقریباً 80 درصد از تقاضا برای باتری‌های لیتیوم یونی را تشکیل می‌دهند که بسیار جلوتر از دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ و تلفن همراه است. و تقاضا فقط افزایش خواهد یافت. طبق گفته وود مکنزی، انتظار می‌رود که جهان تا سال 2030 به 5500 گیگاوات ساعت باتری نیاز داشته باشد که به لطف تغییر ذائقه مصرف‌کنندگان و حذف تدریجی خودروهای سوخت فسیلی، افزایشی 5 برابری نسبت به امروز دارد.
طی پنج سال آینده، دنیای باتری‌ها آماده است تا دستخوش تحولی مهم شود. من به فهرست بلندبالایی از استارت‌آپ‌ها نگاه کردم تا 9 مورد از جالب‌ترین آنها را پیدا کنم که در حال توسعه فناوری‌هایی برای کاهش وزن، شارژ سریع‌تر و دوام باتری‌ها هستند. طی یک سال و نیم گذشته، آنها مجموعاً 4.1 میلیارد دلار جمع‌آوری کرده‌اند که بخشی از آن از طریق وسایل نقلیه با اهداف خاص است، اما بیشتر آن در مراحل پایانی ریسک و محافل شرکتی است.
در حالت جامد
فناوری باتری که اخیراً بیشترین توجه را به خود جلب کرده است، محکم است و دلیل خوبی دارد. خودروسازان به فکر خودروهای برقی با برد بیش از 400 مایل هستند که می توانند در 15 دقیقه دوباره شارژ شوند و باتری های حالت جامد پتانسیل ارائه آن را دارند.
باتری‌های حالت جامد با جایگزینی الکترولیت‌های مایع که یون‌ها را از یک طرف باتری به طرف دیگر با نسخه‌های جامد منتقل می‌کنند، نام خود را به دست آورده‌اند. الکترولیت های جامد چندین مزیت دارند. از یک طرف، آنها می توانند از رشد دندریت ها، سنبله های لیتیوم استالاکتیت مانند که می توانند روی الکترودهای باتری ایجاد شوند، جلوگیری کنند. دندریت‌ها می‌توانند نسبتاً به راحتی در مایع رشد کنند، بنابراین سازندگان باتری یک جداکننده قابل نفوذ یونی را اضافه می‌کنند تا از پر کردن شکاف بین الکترودهای مثبت و منفی دندریت‌ها جلوگیری کند.
اگر جداکننده آسیب دیده باشد، همانطور که در مورد باتری های معیوب Chevy Bolt صدمه دیده است، دندریت ها می توانند باعث اتصال کوتاه شوند که می تواند باعث آتش سوزی شود.
چیز دیگری که الکترولیت های جامد می توانند اجازه دهند، چیزی است که به عنوان باتری فلزی لیتیومی شناخته می شود. در یک باتری لیتیوم یون معمولی، زمانی که یون های لیتیوم در سمت آند قرار دارند، در گرافیت ذخیره می شوند. آندهای گرافیت ارزان و پایدار هستند، اما به باتری وزن اضافه می کنند. حذف آنها به باتری های سبک تر کمک می کند تا انرژی بیشتری ذخیره کنند، اما آندهای فلزی لیتیوم تمایل به تشکیل دندریت دارند. برای جلوگیری از رشد دندریت ها به اندازه کافی برای اتصال کوتاه باتری، محققان در حال کار بر روی الکترولیت های جامد هستند که نه تنها استالاکتیت ها را مسدود می کنند، بلکه مشکلی با لیتیوم بسیار واکنش پذیر در آند ایجاد نمی کنند.
به طور خاص، سه شرکت در وضعیت جامد امیدوار کننده هستند. یکی Factorial است که 253 میلیون دلار جمع آوری کرد، از جمله سری D 200 میلیون دلاری، که در ژانویه به پایان رسید و توسط مرسدس بنز و Stellantis رهبری می شود، یک خودروساز که از ادغام خودروهای ایتالیایی-آمریکایی فیات کرایسلر و گروه فرانسوی PSA ایجاد شده است. Factorial، مستقر در حومه بوستون ووبرن، ماساچوست، تا آوریل گذشته در حالت مخفی کار می کرد.