گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
دو شرکت جنرال موتورز و ال جی با همکاری یکدیگر، موفق به طراحی و توسعه فناوری باتری منگنز شده‌اند. مزایای این باتری چیست؟
سهم خودروهای برقی از بازار خودرو جهان در حال افزایش است و دولت‌ها با ارائه طرح‌های تشویقی، سعی می‌کنند مشتریان را به سمت و سوی استفاده از این محصولات کم مصرف و بدون آلاینده سوق دهند. علیرغم مقرون به صرفه بودن ماشین‌های الکتریکی، آن‌ها از یک مشکل اساسی رنج می‌برند. هزینه تولید باتری خودروهای برقی برای خودروسازان گران تمام می‌شود و در نتیجه قیمت این محصولات افزایش خواهد یافت. خبر خوب اینکه دو شرکت پرآوازه در زمینه فناوری‌های مرتبط با ساخت باتری، در حال تولید باتری‌هایی از جنس منگنز هستند که مزایای فراوانی دارند.
در حال حاضر بعضی از خودروهای برقی جنرال موتورز مجهز به باتری‌های نیکل-منگنز-کبالت-آلومینیوم اکسید شده‌اند که برد رانندگی را افزایش می‌دهند، اما هزینه تولید بالایی دارند. در مقابل، فناوری باتری LMR می‌تواند به این شرکت کمک کند تا خودروهای برقی آینده‌اش را با قیمت مناسب‌تری عرضه کند.
فناوری باتری منگنز با همکاری ال جی و جنرال موتورز
براساس اعلام جنرال موتورز، سلول باتری‌های فعلی از ۸۵ درصد نیکل، ۱۰ درصد منگنز و ۵ درصد کبالت ساخته شده‌اند، اما در سلول‌های LMR، ترکیب بهینه‌تری دیده می‌شود که عبارتنداز: حدود ۳۵ درصد نیکل، ۶۵ درصد منگنز و تقریباً بدون کبالت که این تغییر می‌تواند به‌طور چشمگیری هزینه‌ها را کاهش دهد. با این اوصاف، باتری‌های جدید بیشتر از اینکه نیکل داشته باشند، منگنز دارند.
علاوه بر این، به گفته این شرکت آمریکایی، طراحی سلول پریسماتیک باتری LMR دارای ۳۳ درصد چگالی انرژی بیشتر نسبت به بهترین باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP) یا NMCA فعلی است که در بسیاری از خودروهای برقی استفاده می‌شود. (با هزینه مشابه)
سلول‌های جدید باتری LMR برای جایگزینی باتری‌های فعلی جنرال موتورز طراحی نشده‌اند، بلکه در کنار سلول‌های نیکل بالا و آهن-فسفات در برخی مدل‌های خاص استفاده خواهند شد. به گفته شرکت، باتری‌های پریسماتیک LMR با هزینه پایین، به‌طور ویژه در بازار خودروهای برقی وانت و شاسی‌بلند سایز بزرگ به منظور افزایش تنوع انتخاب مشتریان به کار گرفته می‌شوند. کورت کلتی، معاون بخش باتری، پیشرانه و پایداری جنرال موتورز می‌گوید:
ما پیشگام فناوری باتری‌های سرشار از منگنز هستیم تا برد بالا و عملکرد قوی را با هزینه‌ای مقرون به صرفه در وانت‌های برقی عرضه کنیم. در طراحی باتری ایده‌آل برای هر خودرو در سبد محصولات متنوعمان، باتری LMR مکملی برای راهکارهای نیکل بالا و آهن-فسفات خواهد بود.
جنرال موتورز در نظر دارد به کمک باتری‌های LMR در خودروهای برقی بزرگ خود مانند وانت‌ها و شاسی بلندهای فول سایز، به برد بیش از ۶۴۰ کیلومتر دست یابد و این در حالی است که هزینه تولید نسبت به باتری‌های نیکل بالا به کار رفته در خودروهای فعلی به‌طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت.
- خودرو برقی لتین منگو توسط شرکت نبکا وارد بازار ایران می‌شود
- قیمت محصولات هیبریدی و برقی مدیران خودرو افزایش یافت
- تعداد خودروهای برقی حاضر در کشور اعلام شد
توسعه فناوری باتری‌های منگنز از کی آغاز شد؟
به گفته این خودروساز، تحقیق روی سلول‌های باتری LMR حدود ده سال پیش آغاز شد و شامل نمونه‌سازی در مرکز نوآوری سلول باتری والاس در وارن، میشیگان بود. از سال ۲۰۲۰، تحقیقات با سرعت بیشتری ادامه پیدا کرد و مهندسان جنرال موتورز با همکاری شرکت‌هایی مانند ال‌جی انرژی، به پیشرفت‌هایی در مواد کاتد، الکترولیت‌ها، افزودنی‌ها، قالب‌ها و فرایندهای مونتاژ دست یافتند. این خودروساز آمریکایی اعلام کرد که مهندسانش موفق شدند محدودیت‌های عملکردی و دوام باتری‌های LMR را که مانع استفاده تجاری از آن‌ها می‌شد، برطرف کنند.
به گفته کوشال نارایاناسوامی، مدیر مهندسی سلول‌های پیشرفته باتری در جنرال موتورز، ما با همکاری تأمین‌کنندگانی که داریم، مواد سلول‌های LMR را بهینه‌سازی کرده‌ایم. همچنین افزودنی‌های خاص، پوشش‌های اختصاصی، مهندسی ذرات و نوآوری در فرآیندها را به کار گرفته‌ایم تا به چگالی انرژی مناسب و آرایش پایدار مواد در داخل سلول‌ها برسیم.
خودروساز آمریکایی تا پایان سال گذشته میلادی اعلام کرد که در مرکز نوآوری والاس، حدود هزار کیلوگرم ماده کاتد LMR تولید شده است. همچنین صدها نمونه سلول پریسماتیک در قالب‌های بزرگ و با ۱۸ طرح مختلف و در سه اندازه متفاوت مورد آزمایش قرار گرفته‌اند و در مجموع، این آزمایش‌ها معادل ۲.۲ میلیون کیلومتر رانندگی با خودروی برقی بوده است.
برخلاف سلول‌های استوانه‌ای مدل 4680 که توسط تسلا در مدل Y استفاده می‌شود، سلول‌های پریسماتیک قابلیت قرارگیری نزدیک‌تر به هم در داخل بسته باتری خودرو را دارند. طراحی تخت آن‌ها فضای کمتری نسبت به سلول‌های استوانه‌ای اشغال می‌کند و به همین دلیل چگالی انرژی بیشتری فراهم می‌آورد، چون تعداد سلول بیشتری در هر بسته باتری جا می‌گیرد. همچنین این سلول‌ها با داشتن بدنه‌ای معمولاً از جنس آلومینیوم، گرما را بهتر دفع کرده و سیستم خنک‌کننده مؤثرتری دارند.
- دی اس N°8؛ لوکس‌ترین خودرو برقی جهان در خدمت رئیس جمهور فرانسه
- خودرو برقی جی وای ایر؛ وقتی غول هواپیمایی، خودروساز می‌شود
مزایای باتری‌های منگنز چیست؟
سلول‌های پریسماتیک به قطعات کمتری برای مونتاژ نیاز دارند که همین امر موجب کاهش هزینه نهایی می‌شود. طبق اعلام جنرال موتورز، این طراحی می‌تواند تعداد اجزای مورد نیاز برای ماژول باتری را تا ۷۵ درصد و کل اجزای بسته باتری را تا ۵۰ درصد کاهش دهد.
تولید پیش‌نمونه سلول‌های باتری LMR قرار است تا پایان سال ۲۰۲۷ در یکی از کارخانه‌های ال‌جی انرژی آغاز شود. طراحی نهایی این سلول‌ها نیز در مرکز توسعه سلول باتری جدید جنرال موتورز در وارن، میشیگان مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. (مرکزی که انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۷ به بهره‌برداری برسد) این باتری‌ها همچنین در یکی از تأسیسات ال‌جی انرژی که نام آن اعلام نشده، مورد تأیید نهایی قرار خواهند گرفت و سپس تولید انبوه آغاز خواهد شد.
به گفته وونجون سو، معاون اجرایی و رئیس بخش باتری خودروهای پیشرفته در ال‌جی انرژی، از اینکه برای نخستین بار سلول‌های پریسماتیک LMR را برای خودروهای برقی معرفی می‌کنیم، هیجان زده شده‌ایم. این موفقیت حاصل سال‌ها تحقیق و سرمایه‌گذاری ما در این فناوری است. وانت‌های آینده جنرال موتورز که از این ترکیب شیمیایی بهره می‌برند، نمونه‌ای برجسته از تعهد مشترک ما برای ارائه گزینه‌های متنوع‌تر به مشتریان خودروهای برقی هستند.