نسل جدید باتری‌های حالت‌جامد با چگالی انرژی ۴۶۵ وات‌ساعت بر کیلوگرم رونمایی شد

استارتاپ اروپایی SOLiTHOR از تولید نخستین سلول نمایشی ۱۰ آمپرساعتی (۱۰Ah) باتری حالت‌جامد خود خبر داد. دستاوردی که گام مهمی در مسیر تجاری‌سازی فناوری این شرکت محسوب می‌شود. این شرکت اعلام کرده است که سلول جدید توانسته به چگالی انرژی ۴۶۵ وات‌ساعت بر کیلوگرم و ۱۴۰۰ وات‌ساعت بر لیتر دست یابد. ارقامی که آن را در زمره پیشرفته‌ترین باتری‌های حالت‌جامد جهان قرار می‌دهد.

به گزارش interestingengineering، این باتری در قالب طراحی پوش سل (Pouch Cell) توسعه یافته و از یک کاتد با بارگذاری بالا و ظرفیت سطحی ۸ میلی‌آمپرساعت بر سانتی‌متر مربع بهره می‌برد که با الکترولیت اختصاصی Solid Composite Electrolyte شرکت ترکیب شده است. برخلاف باتری‌های لیتیوم‌یونی متداول و برخی فناوری‌های نیمه‌جامد فناوری SOLiTHOR از فرآیند سل-ژل (Sol-Gel) استفاده می‌کند و در مرحله مونتاژ نیازی به تزریق الکترولیت مایع ندارد.

عملکرد فنی در شرایط مختلف

آزمایش‌های انجام‌شده روی سلول‌های چندلایه نشان داده است که این باتری‌ها در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد قادرند به‌طور مداوم با نرخ تخلیه ۵ C کار کنند بدون آنکه افت قابل‌توجهی در ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی مشاهده شود.

همچنین این سلول‌ها توانسته‌اند در شرایطی که ۵۰ درصد شارژ دارند پالس‌های توان بسیار بالا تا ۱۰ C را برای مدت ۳۰ ثانیه تحمل کنند. این ویژگی برای کاربرد‌هایی مانند پهپادها، سامانه‌های پروازی بدون سرنشین و تجهیزات نظامی که به توان لحظه‌ای بالا در زمان برخاست یا مانور نیاز دارند اهمیت ویژه‌ای دارد.

بیش از ۵۰۰ چرخه شارژ با حفظ ۸۰ درصد ظرفیت

SOLiTHOR اعلام کرده است که نمونه‌های کوچک‌تر ۱ آمپرساعتی این فناوری در آزمایش‌های دوام بیش از ۵۰۰ چرخه کامل شارژ و تخلیه را پشت سر گذاشته‌اند و همچنان بیش از ۸۰ درصد ظرفیت اولیه خود را حفظ کرده‌اند. این نتایج نشان‌دهنده پایداری مناسب فناوری برای استفاده‌های عملیاتی و صنعتی است.

عبور موفق از آزمون‌های ایمنی سختگیرانه

یکی از مهم‌ترین دستاورد‌های این فناوری، عملکرد آن در تست‌های ایمنی بوده است. سلول‌های چندلایه کاملا شارژشده تحت آزمون‌های شارژ بیش از حد (Overcharge) و نفوذ میخ (Nail Penetration) قرار گرفتند؛ آزمایش‌هایی که معمولا خطر آتش‌سوزی یا فرار حرارتی را در باتری‌ها به همراه دارند.

بر اساس اعلام شرکت سلول‌های حالت‌جامد SOLiTHOR این آزمون‌ها را بدون ایجاد دود، نشت مواد، فرار حرارتی یا آتش‌سوزی با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند.

فانی بارده، هم‌بنیان‌گذار و مدیر فناوری SOLiTHOR در این‌باره گفت: شیمی جدید توسعه‌یافته توسط این شرکت به صنعت امکان می‌دهد رویکرد خود را نسبت به تولید باتری‌های حالت‌جامد بازنگری کند. این دستاورد‌ها نشان می‌دهد فناوری ما علاوه بر چگالی انرژی بالا، توان خروجی و طول عمر موردنیاز برای کاربرد‌های واقعی را نیز فراهم می‌کند.

کاهش هزینه تولید و امکان استفاده از خطوط فعلی

به گفته این شرکت فناوری جدید با استفاده از خطوط تولید رول‌به‌رول (Roll-to-Roll) که هم‌اکنون در صنعت باتری رایج هستند قابل تولید است. حذف کامل مرحله تزریق الکترولیت مایع و کوتاه شدن فرآیند‌های شکل‌دهی و پیرسازی سلول‌ها باعث می‌شود زمان انجام این مراحل تا دو سوم کاهش یابد.

از آنجا که این بخش‌ها معمولا حدود ۲۵ درصد هزینه کل تولید سلول باتری را تشکیل می‌دهند، حذف یا تسریع آنها می‌تواند به کاهش چشمگیر هزینه‌های ساخت منجر شود.

SOLiTHOR همچنین تاکید کرده است که کارخانه‌های فعلی تولید باتری‌های لیتیوم‌یونی می‌توانند با حداقل تغییرات و هزینه‌های محدود برای تولید این باتری‌های حالت‌جامد ارتقا پیدا کنند و نیازی به خرید تجهیزات کاملا جدید نخواهد بود.

این شرکت در مرحله نخست قصد دارد باتری‌های خود را در صنایع هوافضا، دریایی، حمل‌ونقل پیشرفته و دفاعی عرضه کند؛ بخش‌هایی که به باتری‌هایی با چگالی انرژی بالا، ایمنی بیشتر و توان خروجی قابل‌اعتماد نیاز دارند.

رودریگو پ ناوارو مدیرعامل SOLiTHOR اعلام کرد: این پیشرفت فنی بزرگ نشان می‌دهد فناوری ما نه‌تنها در آزمایشگاه بلکه در مقیاس تولید واقعی نیز قابل پیاده‌سازی است و می‌تواند نیاز‌های کاربرد‌های باارزش و عملکرد بالا در حوزه هوافضا، فناوری‌های دوگانه و حمل‌ونقل پیشرفته را برآورده کند.