أعلنت شركة توشيبا اليابانية، يوم الثلاثاء بالتوقيت المحلي، أنها طورت بطارية ليثيوم أيون لا تحتوي على الكوبالت المعدني، يمكنها قمع الغازات الناتجة عن التفاعلات الجانبية للبطارية بشكل كبير، وبالتالي تحسين أداء البطارية. وفي الاختبارات، يمكن شحن البطارية الجديدة بنسبة 80% في 5 دقائق، وقالت توشيبا إنها ستسعى جاهدة لتحقيق التسويق التجاري في عام 2028. وتقول الشركة إن البطارية الجديدة يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات، من أدوات الطاقة العادية إلى السيارات الكهربائية.
يستخدم الكوبالت والنيكل على نطاق واسع كمكونات لمواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون. ومع ذلك، فإن الكوبالت معدن نادر وله مشكلات محتملة فيما يتعلق باستقرار التكلفة وموثوقية سلسلة التوريد. لا تحتوي بطارية الليثيوم أيون الجديدة من توشيبا على كمية أقل من الكوبالت والنيكل، مما يجعلها حلاً متميزًا من حيث التكلفة والحفاظ على الموارد.
سيؤدي استخدام مواد الكاثود عالية الإمكانات بمستوى 5 فولت في بطاريات الليثيوم أيون إلى تحسين جهد البطارية وأداء الطاقة، ولكن له أيضًا بعض العيوب: سوف تحفز منتجات التحلل تحلل المذيبات في المنحل بالكهرباء، وستنتج أيضًا تفاعلات جانبية للغازات تقلل من أداء البطارية. تدعي شركة توشيبا أن بطارية الليثيوم أيون الجديدة يمكنها تحسين هذه المشكلات بشكل كبير.
وقالت توشيبا إن مميزات البطارية الجديدة تشمل دعم الشحن فائق السرعة، والشحن حتى 80% في 5 دقائق، والعمر الطويل، مع معدل الاحتفاظ بالسعة 99.2% حتى بعد 100 دورة شحن وتفريغ في درجات حرارة عالية تصل إلى 60 درجة مئوية.
باعتبارها واحدة من الأسواق الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون، تستكشف صناعة السيارات تكنولوجيا الشحن السريع عالي الجهد لحل مشكلة "القلق من الشحن" و"القلق من المدى" لدى المستخدمين. وستعمل البطاريات ذات الجهد العالي على تقليل عدد مجموعات البطاريات المطلوبة لوحدات البطارية وتقليل التكاليف.
ووجد بحث توشيبا أن الإلكتروليت يتحلل ويولد غازًا على سطح مادة القطب الموجب عالية الإمكانات، مما يتسبب في ذوبان المكونات المعدنية وترسبها على سطح القطب السالب. استخدمت الشركة هذه النتائج لتطوير تقنية تمنع بشكل فعال تفاعل مادة الكاثود مع المنحل بالكهرباء.
كما طورت الشركة تقنية تحد من نقل أيونات الليثيوم المعطلة على سطح القطب السالب لتحسين أداء البطارية وعمرها. ومن خلال الجمع بين هذه التقنيات، يتم إيقاف توليد الغاز بنجاح حتى عند استخدام الإلكتروليتات التقليدية عالية التوصيل.
وقال ياسوهيرو هارادا، كبير الباحثين في مختبر أبحاث المواد النانوية في مركز توشيبا للبحث والتطوير: "من أجل نشر هذه التكنولوجيا لاستخدام السيارات، نحتاج إلى زيادة القدرة على تحقيق هذا الهدف. ومن أجل جعل البطارية أكبر، نحتاج أيضًا إلى الكثير من التحقق، ونعتقد أنه يجب أن نبدأ من المناطق ذات الحواجز التقنية المنخفضة ثم نستهدف تطبيقات السيارات ذات الحواجز التقنية الأعلى. وفيما يتعلق بتسويق البطاريات الموجودة على متن السيارة، سننظر في التقدم التكنولوجي ونتشاور مع قسم البطاريات للتحقق. ما إذا كان الهدف صحيحًا، وإذا كان أي مصنع، بما في ذلك مصنعي السيارات، مهتمًا، فسوف نمضي قدمًا معًا.