انواع بطاريات السيارات الكهربائية – ماهوا افضل نوع بطارية سيارة كهربائية؟

خلال السنوات القليلة الماضية شهد سوق السيارات الكهربائية نمواً غير مسبوق على مستوى العالم، حيث تتسابق كبرى شركات السيارات لتطوير منظومات القوة الكهربائية بهدف تقديم الأفضل من حيث مدى القيادة والتكلفة ومستوى الأمان. وتُعد البطارية هي العنصر الأهم في أي سيارة كهربائية، إذ تعمل الشركات العالمية باستمرار على تطويرها وتحسين أدائها. في هذا التقرير نستعرض معكم أنواع بطاريات السيارات الكهربائية المتاحة حالياً مثل بطاريات الليثيوم-أيون (Lithium-Ion)، ونيكل-منجنيز-كوبالت (NMC)، والليثيوم-حديد-فوسفات (LFP) وغيرها، مع توضيح مميزات وعيوب كل نوع، وما هو الخيار الأفضل حسب الاستخدام، بالإضافة إلى الشركات المصنعة لهذه البطاريات وأحدث الابتكارات المرتقبة في عالم تكنولوجيا البطاريات الكهربائية.

الليثيوم أيون – العنصر المشترك Li-ion

مصطلح ليثيوم أيون لا يشير إلى نوع واحد فقط، بل هو المظلة التي تندرج تحتها أغلب انواع البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية اليوم, و الفارق الحقيقي بين الأنواع يأتي من التركيب الكيميائي للقطب الموجب (الكاثود)، حيث نجد تركيبات مختلفة مثل NMC وNCA  وLFP , و تتميز هذه العائلة بكثافة طاقة عالية مقارنة بالتقنيات الأقدم مثل النيكل-كادميوم أو الرصاص الحمضي، وهي السبب في أن السيارات الكهربائية اصبحت قادرة على قطع مديات طويلة نسبياً.

بطارية نيكل منجنيز كوبالت NMC

تُعد بطاريات NMC  من أكثر الأنواع شيوعاً في السيارات الكهربائية الحديثة, حيث تعتمد هذه البطاريات على مزيج من النيكل والمنجنيز والكوبالت، ويمكن تعديل النسب بينها للحصول على توازن بين الكثافة الطاقية والعمر التشغيلي.

و من مزايا هذه النوع, هوا القدرة علي تقديم مدي كبير بفضل كثافة الطاقة العالمية, بالإضافة الي أداء رياضي جيد فيما يخص التسارع, و تقديم تجربة أداء قوية بشكل عام, و يستخدم هذا النوع بسيارات فاخرة و متوسطة والتي تقدم أداء ومدي عالي.

ومثل كل أنواع البطاريات, لدي بطاريات NMC عدة عيوب من بينها استخدام مادة الكوبالت عالية التكلفة, بالإضافة الي وجود مخاوف بيئية عديدة حوله, بالإضافة الي مخاوف أخلاقية بسبب ظروف التعدين التي يتم استخراجه من خلالها, كما انها تقدم عدد دورات اقل من بطاريات الـ LFP, و تقدم مستوي امان اقل نسبيا.

يتم تصنيع بطاريات النيكل كوبالت من خلال عدة شركات شهيرة مثل LG, و سامسونج Samsung, و بشكل محدود من قبل شركة CATL الشهيرة.

وامثلة علي السيارات التي تستخدم هذا النوع من البطاريات هي بي ام دبليو i4, كيا EV6, و هيونداي ايونيك 5, و فولكس فاجن ID.4, و مرسيدس بنز EQS وغيرها, و امثلة من اسماء البطاريات المستخدمة Samsung SDI Gen5 NMC, و LG Chem NCMA.

ومن بين اهم الامثلة علي بطاريات الـ NMC ايضا هي البطارية المستخدمة في زيكر 7X الفاخرة, والتي يطلق عليها اسم Qilin والمصنعة من قبل شركة كاتيل CATL.

نيكل كوبالت الومنيوم NCA

النوع الثاني من البطاريات هوا النكيل كوبالت الومنيوم, و هوا مثل النوع السابق "NMC", ولكن يستخدم الألومنيوم بدلا من المنجنيز, و من بين مزايا هذا النوع هوا تقدم مستوي اعلي من كثافة الطاقة, و يعتبر مثالي للسيارات التي تحتاج الي اكبر مدي ممكن, من خلال بطارية بحجم مدمج نسبيا, وتم استخدامه من قبل شركات شهيرة مثل شركة تسلا.

اما من عيوب هذا النوع من البطاريات, هوا التكلفة المرتفعة للأنتاج, ومستوي الان الأقل أنواع البطاريات الأخرى, مع إمكانية تراجع مستوي شحن البطارية بشكل سريع عند شحن البطارية بالكامل.

بالنسبة للاستخدام, فيتم استخدام هذا النوع من البطاريات بعدد محدود من السيارات الفاخرة عالية الأداء, ويتم تصنيع بطاريات NCA من خلال عدة شركات مثل باناسونيك , و عدد من الشركات الكورية.

كما ذكرنا تم استخدام هذا  النوع من البطاريات بشكل محدود, في نسخ قديمة من تسلا موديل S, و تسلا موديل X؟, ونسخ عالية الاداء من تسلا موديل 3, و امثلة علي اسماء البطاريات المستخدمة هي Panasonic 2170 NCA, و Panasonic 18650 NCA.

ليثيوم حديد فوسفات LFP

تعتبر بطاريات LFP من اشهر أنواع البطاريات ومن الأكثر استخداما خصوصا بالسيارات الصينية, و ذلك بسبب المزايا المتعددة التي تقدمها, مثل مستوي الأمان العالي بالمقارنة بباقي الأنواع, و مستوي تحمل دراجات الحرارة المرتفعة, و التكلفة الأقل في انتاجها, مع تقديمها لعمر طويل من دورات الشحن والتفريغ, والتي تزيد عن 3000 دورة, والتي تعتبر الأطول من بين كل أنواع البطاريات.

لكن مثل باقي البطاريات, لدي بطاريات ليثيوم حديد LFP عدة عيوب, من بينها تقديم كثاقة طاقة اقل من باقي الأنواع, مما يعني انها ستقدم مدي اقل, مع وزن اكبر, ولكن تعمل شركات مثل بي واي دي حاليا علي حل تلك المشكلة.

بالنسبة للمركبات التي تستخدم هذا النوع من البطاريات, فمن بينها حافلات النقل العام, و السيارات الاقتصادية, و بعض السيارات من الفئة المتوسطة, ويتم تصنيع هذا النوع من البطاريات من قبل عملاق قطاع السيارات الكهربائية بي واي دي, و شركةCATL , و شركة Gotion, وغيرها.

وامثلة علي السيارات التي تستخدم هذه النوع من البطاريات, اولا تسلا موديل 3 و موديل Y, و بي واي دي Seal و دولفين, و ام جي فور, غيرها, و امثلة علي اسماء البطاريات المستخدمة هي BYD Blade Battery, و CATL LFP packs, وغيرها.

جدول مقارنة بين أنواع البطاريات المستخدمة بالسيارات الكهربائية

 ماهوا افضل نوع بطاريات للسيارات الكهربائية؟

لا يمكننا الإجابة عن هذا السؤال بشكل بسيط, او من خلال اختيار نوع معين, حيث كما اوضحنا خلال التقرير يقدم كل نوع بطاريات مجموعة من المميزات و العيوب, و يكون مناسب لنوعية معينة من المركبات, ولكن بشكل بسيط وسريع يمكننا القول ان افضل نوع للسيارات ذات الأداء العالي هي بطاريات الـ منجنيز كوبالت NMC و كوبالت الومنيوم NCA , و افضل نوع بطاريات للسيارات الاقتصادية ومركبات النقل العام هوا LFP "ليثيوم حديد", وبالطبع تقوم كل شركة بالاختيار بين تلك الأنواع حسب احتياجها, سواء من تكلفة منخفضة او مرتفعة, او مستوي امان عالي او متوسط وغيرها.

ابتكارات جديدة في عالم بطاريات السيارات الكهربائية

شهدت السنوات الأخيرة تطورات كبيرة في تقنيات بطاريات السيارات الكهربائية، حيث تسابقت الشركات العالمية على ابتكار حلول أكثر كفاءة وأمانًا وأقل تكلفة, من أبرز هذه الابتكارات ما قدمته شركةCATL عبر بطاريات Shenxing LFP، التي تعد أول بطارية ليثيوم فوسفات تدعم الشحن الفائق بسرعة 4C، ما يتيح إضافة مدى يصل إلى 400 كيلومتر خلال عشر دقائق فقط, أما النسخة الأحدث Shenxing Pro  فقد رفعت المعايير بشكل أكبر من خلال تحقيق مدى يتجاوز 750 كيلومترًا وفق اختبار WLTP، مع عمر افتراضي قد يصل إلى مليون كيلومتر، بجانب نظام أمان NP 3.0 الذي يمنع مخاطر الاشتعال ويضمن استقرار الأداء حتى في درجات الحرارة المنخفضة.

في المقابل، يتواصل السباق العالمي نحو تطوير بطاريات الحالة الصلبة  (Solid-State)، التي تعد بزيادة كبيرة في كثافة الطاقة وتحسين مستويات الأمان بفضل استبدال الإلكتروليت السائل بمواد صلبة أكثر استقرارًا, و منها شركات كبرى مثل هوندا، سامسونج و LGوالتي تعمل جميعها على تطوير هذه التقنية، وقد دشنت هوندا بالفعل مصنعًا تجريبيًا لإنتاجها في اليابان، تمهيدًا للانتقال إلى الإنتاج التجاري في النصف الثاني من العقد الحالي.

وفي الوقت نفسه، بدأت بطاريات الصوديوم-أيون تفرض نفسها كخيار واعد في سوق البطاريات بفضل اعتمادها على مواد متوفرة بشكل اكبر, و بتكلفة اقل مقارنة بالليثيوم، مع مستوى جيد من الأمان. وقد أعلنت CATL عن نموذج متطور باسم "Naxtra"، والتي يتوقع ان تقدم مستوي مميز من كثافة الطاقة, مع توقعات بأن تكون نقلة مميزة لفئة السيارات الكهربائية الاقتصادية.