ما نوع البطارية التي يستخدمها إيلون ماسك؟

مقدمة

لقد كانت شركة Tesla دائمًا في طليعة صناعة السيارات الكهربائية (EV)، والمعروفة بدفعها إلى الأمام من خلال الابتكار ووضع معايير جديدة. من السيارات الكهربائية إلى الصواريخ، دفعت رؤية إيلون موسك شركة تيسلا إلى آفاق جديدة. لكن أحد المجالات التي واجهت فيها الشركة بعض المشاكل هو إنتاج بطاريتها 4680. في هذا التقرير، يلقي WHET نظرة فاحصة على بطارية 4680، ويوضح إمكاناتها، والتحديات التي تواجهها شركة Tesla، وما يعنيه ذلك بالنسبة لمستقبل البطاريات الأسطوانية الكبيرة في عالم السيارات الكهربائية.

نشأة بطارية 4680

قدمت Tesla بطارية 4680 في حدث Battery Day في عام 2020 باعتبارها قفزة كبيرة إلى الأمام في تكنولوجيا البطاريات. ومن خلال زيادة حجم البطارية الأسطوانية من 21 ملم في القطر و70 ملم في الطول إلى 46 ملم و80 ملم، تأمل تسلا في تحسين كثافة الطاقة وخفض تكاليف الإنتاج. الحجم الأكبر يسمح بتخزين المزيد من الطاقة في كل بطارية ويقلل الفجوات بين الخلايا، مما يساعد على تحسين كفاءة المساحة وكثافة الطاقة الإجمالية.

الابتكارات الرئيسية للبطارية 4680

حجم أكبر: الحجم الأكبر يعني كثافة طاقة أعلى وكفاءة أفضل في المساحة.

تصميم الطاولات: هذا التصميم الفريد يقلل من المقاومة الداخلية، مما يسمح بالشحن والتفريغ بشكل أسرع، بالإضافة إلى إدارة أفضل للحرارة.

الأنود القائم على السيليكون: تتمتع أنودات السيليكون بقدرة نظرية أعلى، مما يساعد على زيادة كثافة الطاقة مع الحفاظ على سلامة البطارية واستقرارها.

عملية القطب الجاف: تعمل طريقة التصنيع الجديدة هذه على تبسيط الإنتاج وخفض التكاليف بنسبة 20%، وتقليل تكاليف المعدات بنسبة 35%، وتوفير 70% من المساحة الأرضية.

عندما طرحت تسلا بطارية 4680 لأول مرة، توقعت انخفاضًا بنسبة 56% في تكاليف الإنتاج وزيادة بنسبة 16% في النطاق مقارنة ببطارية 2170 السابقة.

تحديات التصنيع

على الرغم من كل إمكاناتها، كان إدخال بطارية 4680 في الإنتاج الضخم بمثابة رحلة صعبة لشركة Tesla. فيما يلي بعض العقبات الرئيسية:

عملية القطب الجاف: إحدى الميزات الأكثر ابتكارًا في بطارية 4680 هي عملية القطب الجاف، التي تعمل على تبسيط عملية التصنيع. ومع ذلك، فإن تطبيق مواد القطب الكهربائي الجاف على أغشية البطارية كان أمرًا صعبًا، مع وجود مشكلات مثل ضعف الالتصاق والتوزيع غير المتساوي. طورت تسلا مادة رابطة PTFE لإصلاح هذه المشكلة، لكن النتائج لم تكن مثالية بعد.

عائد الإنتاج: اعتبارًا من أوائل عام 2024، بلغ عائد إنتاج تسلا في مصنعها في تكساس 95%، وهو أقل من عائد 99% لبطاريات 2170 التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة بالفعل.

وفورات في التكاليف: بدون عمل عملية القطب الجاف كما هو مخطط لها، تقل مزايا التكلفة المتوقعة للبطارية 4680.

أنودات السيليكون: على الرغم من الاعتقاد بأن الأنودات القائمة على السيليكون لديها الكثير من الإمكانات، إلا أنها لم يتم تنفيذها في البطاريات ذات الإنتاج الضخم البالغ عددها 4680. لا تزال بطاريات الجيل الأول 4680 التي خرجت من مصنع تسلا في تكساس تستخدم أنودات الجرافيت النقي، مما يعني أن كثافة الطاقة أقل مما كان متوقعًا في الأصل.

كثافة الطاقة: من المفترض أن تتمتع بطارية 4680 بكثافة طاقة نظرية تبلغ 300 وات ساعة/كجم، لكن كثافة الطاقة الفعلية تبلغ 244 وات ساعة/كجم فقط. وبالمقارنة، تتمتع بطاريات إل جي 2170، والتي تستخدمها تسلا في مصنعها في شنغهاي، بكثافة طاقة تبلغ 252 واط ساعة/كجم.

اتجاهات الصناعة وآفاقها

على الرغم من التحديات التي واجهتها شركة تسلا مع بطارية 4680، إلا أن شكل البطارية الأسطوانية الأكبر حجمًا بدأ في الانتشار في صناعة السيارات الكهربائية. تستثمر شركات مثل Panasonic وLG New Energy في إنتاج 4680 بطارية، وتخطط LG New Energy لبدء الإنتاج الضخم في كوريا الجنوبية بحلول أغسطس 2023.

وفي الصين، تستعد شركات مثل Ningde Times New Energy وEVE Energy لإنتاج بطاريات أسطوانية كبيرة أيضًا. وتخطط Ningde Times لتصنيع 4695 بطارية لسيارات BMW، بقدرة سنوية إجمالية تبلغ 40 جيجاوات في الساعة عبر المصانع في كل من الصين وألمانيا.

منظور وخدمات WHET

باعتبارها شركة رائدة في هذه الصناعة، ترى WHET إمكانات البطاريات الأسطوانية الكبيرة وهي في وضع جيد لمساعدة العملاء على التنقل في هذا المشهد المتغير. بفضل معرفتنا العميقة بتكنولوجيا البطاريات وعمليات التصنيع واتجاهات السوق، نقدم حلولاً ورؤى مخصصة لمساعدة العملاء على البقاء في الطليعة.

خاتمة

أحدثت بطارية 4680 ضجة كبيرة في صناعة السيارات الكهربائية، مع وعود بكثافة طاقة أفضل وتكاليف أقل. ومع ذلك، فإن الطريق من المفهوم إلى الإنتاج الضخم لم يكن سهلاً، وقد واجهت تسلا بعض التحديات الصعبة على طول الطريق. ومع ذلك، لا يزال شكل البطارية الأسطواني الكبير يُظهر الكثير من الأمل، حيث تستثمر العديد من الشركات المصنعة بالفعل في مستقبلها. في WHET، نحن ملتزمون بإبقاء عملائنا على اطلاع بأحدث رؤى الصناعة وتوفير الحلول التي يحتاجونها للاستفادة من هذا الاتجاه المثير.