باتری حالت جامد هوندا: هدف ۹۹۷ کیلومتر، ۲۵٪ کاهش هزینه

هوندا نقشه راهی برای توسعه باتری‌های حالت جامد برای نسل بعدی خودروهای برقی خود اعلام کرده است که هدف آن دستیابی به برد ۶۲۰ مایل (۹۹۷ کیلومتر) در هر بار شارژ تا پایان دهه است. این شرکت می‌گوید این فناوری می‌تواند اندازه بسته باتری را تا ۵۰٪ کاهش دهد، آن را ۳۵٪ سبک‌تر کند و هزینه‌های تولید را در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-یون مایع ۲۵٪ کاهش دهد، در عین حال به لطف الکترولیت جامد، ایمن‌تر و سریع‌تر شارژ شود. این اعلامیه در جلسه‌ای در ژاپن، اندکی پس از تکمیل کارخانه آزمایشی باتری‌های حالت جامد توسط هوندا، منتشر شد. خط آزمایشی ماه آینده برای توسعه یک طرح تولید پایدار و مقیاس‌پذیر آغاز به کار خواهد کرد.

اهداف عملکردی و نقشه راه

انتظار می‌رود اولین خودروهای برقی هوندا که با باتری حالت جامد کار می‌کنند، بردی معادل ۹۹۷ کیلومتر (۶۲۰ مایل) داشته باشند که دو برابر برد بسیاری از خودروهای امروزی است. پس از سال ۲۰۴۰، هدف برد به ۱۲۴۹ کیلومتر (۷۷۶ مایل) افزایش خواهد یافت که با کاهش شدید اندازه، وزن و هزینه همراه خواهد بود.

ماهیت الکترولیت‌های جامد به اندازه حلال‌های مایع فرار نیست، که نویدبخش کاهش خطرات ایمنی و امکان دستیابی به چگالی انرژی بالاتر است. هوندا می‌گوید باتری‌های حالت جامد آن می‌توانند سرعت شارژ بسیار بالاتری داشته باشند و به توقف‌های کوتاه‌تر شارژ در سفرهای طولانی کمک کنند.

دسته بندی	اهداف/پارامترها
محدوده عملیات (پایان دهه)	۶۲۰ مایل (حدود ۹۹۷ کیلومتر)
محدوده (بعد از ۲۰۴۰)	۷۷۶ مایل (حدود ۱۲۴۹ کیلومتر)
اندازه بسته باتری	۵۰٪ تخفیف
توده	۳۵٪ سبک‌تر
هزینه‌های تولید	۲۵٪ تخفیف
ایمنی	نویدبخشی بیشتر به لطف الکترولیت جامد
شارژ سریع	سرعت بسیار بالاتر (ادعا شده)

موانع فنی کلیدی

با وجود پتانسیل موجود، هوندا چالش‌های صنعتی‌سازی را تصدیق می‌کند. به گفته تاکشی اوئدا، مهندس تحقیق و توسعه هوندا، سلول‌های نمونه اولیه در حال حاضر تنها حدود یک صدم اندازه مورد نیاز برای قرار گرفتن در یک خودرو هستند. وظیفه فوری این است که آنها را تا ۱۰۰ برابر بزرگتر کنیم و به تولید انبوه برسانیم.

علاوه بر این، مشکلات معمول باتری‌های حالت جامد هنوز وجود دارد: لایه عایق سرامیکی در طول فرآیند تولید در معرض خطر ترک خوردن است؛ دندریت‌هایی که در الکترولیت پودری تشکیل می‌شوند می‌توانند باعث اتصال کوتاه شوند؛ الزامات سختگیرانه کنترل رطوبت، هزینه‌های انرژی را افزایش می‌دهد. اینها تنگناهایی هستند که بسیاری از پروژه‌های باتری حالت جامد در بازار باید آنها را حل کنند.

رویکرد هوندا به تولید

برای غلبه بر این مانع، هوندا همزمان چندین راهکار را در سطح فرآیند به کار گرفت:

استفاده از تکنیک رول فرمینگ برای ایجاد لایه الکترولیت نازک و یکنواخت با سرعت بالا.
با اتخاذ فرآیند اختلاط پیوسته، سرعت تولید دوغاب در مقایسه با روش اختلاط دسته‌ای سنتی، 3 برابر افزایش می‌یابد.
هر مرحله را در مناطق جداگانه با دمای کنترل‌شده محصور کنید تا انرژی عملیاتی کل خط کاهش یابد.

تکمیل کارخانه آزمایشی و راه‌اندازی خط تولید در ماه آینده، گامی کلیدی برای تأیید پایداری فرآیند، تنظیم دقیق پارامترها و ارزیابی توانایی افزایش مقیاس تولید به تولید انبوه است.

چشم‌انداز فراتر از ۲۰۴۰ و تأثیرات مورد انتظار

هوندا قصد دارد پس از سال ۲۰۴۰، ضمن کاهش اندازه، وزن و هزینه، به افزایش برد تا ۷۷۶ مایل (حدود ۱۲۴۹ کیلومتر) ادامه دهد. در صورت دستیابی به این اهداف، تجربه خودروهای برقی می‌تواند از نظر برد رانندگی و زمان شارژ به طرز چشمگیری تغییر کند، در حالی که به فضای بسیار کمتری برای نصب باتری نیاز دارد.

به گفته کیجی اوتسو، رئیس شرکت تحقیق و توسعه هوندا، هوندا باتری‌های حالت جامد را به عنوان «عامل تغییر دهنده بازی» در دوران خودروهای برقی توصیف می‌کند. با این حال، میزان این «عامل تغییر دهنده بازی» مستقیماً به حل مشکلات تولید انبوه، دوام در طول زمان و هزینه توسط شرکت بستگی دارد.

چشم‌انداز رقابتی جهانی

هوندا تنها نیست، بلکه بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ دیگر مانند تویوتا، نیسان، استلانتیس، بی‌ام‌و و فولکس واگن نیز هدف تجاری‌سازی باتری‌های حالت جامد را دنبال می‌کنند. انتظار می‌رود این مسابقه برتری فناوری را در دهه آینده تعیین کند و در نتیجه تجربه و قیمت خودروهای برقی بازار انبوه را شکل دهد.

نتیجه‌گیری

هوندا در مسیر روشنی قرار دارد: تکمیل خط آزمایش خود، کاهش اندازه سلول‌ها از حدود یک صدم اندازه یک سلول باتری عملی، و بهینه‌سازی فرآیند برای کاهش هزینه‌های انرژی و خطرات تولید. اعداد هدف - ۶۲۰ مایل تا پایان دهه و ۷۷۶ مایل پس از ۲۰۴۰ - در صورت دستیابی، خودروهای برقی را رقابتی خواهد کرد. بقیه کار، غلبه بر موانع فنی مانند ترک خوردگی سرامیک، دندریت‌ها و کنترل رطوبت است تا فناوری حالت جامد بتواند به طور گسترده در خودروهای تجاری به کار گرفته شود.

منبع: https://baonghean.vn/honda-pin-the-ran-muc-tieu-997-km-giam-25-chi-phi-10313338.html