بطارية الصوديوم هذه من الصين تطابق تسلا في اختبار مفاجئ وجهاً لوجه

وجدت دراسة جديدة أن بطارية أيون الصوديوم التجارية من الصين تنافس بطاريات تسلا في جودة التصنيع والعديد من معايير الأداء الرئيسية.

ومع إدخال تحسينات على الشحن في الطقس البارد وكثافة الطاقة، يمكن أن تصبح بطاريات أيونات الصوديوم بديلاً أقل تكلفة للسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة على نطاق الشبكة.

تُظهر بطارية أيون الصوديوم جودة تشبه جودة تسلا في دراسة جديدة

حققت بطارية أيون الصوديوم المتاحة تجاريًا والمستخدمة بالفعل في السيارات وأنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق في الصين، جودة تصنيع ومستويات أداء مماثلة لبطاريات الليثيوم أيون من شركة تسلا، وفقًا لبحث نُشر في مجلة Cell Press. تقارير الخلية العلوم الفيزيائية.

تشير النتائج إلى أن تكنولوجيا أيونات الصوديوم تتقدم بشكل أسرع مما توقعه الكثيرون. وعلى الرغم من أن البطارية لا تزال بحاجة إلى تحسينات في الشحن في الطقس البارد وكثافة الطاقة، إلا أن الباحثين يعتقدون أنها يمكن أن تصبح بديلاً أقل تكلفة للسيارات الكهربائية المستقبلية عن طريق استبدال الليثيوم بالصوديوم، وهي مادة وفيرة ومتاحة على نطاق واسع.

يقول موريتز شوتي، باحث البطاريات في جامعة RWTH Aachen في ألمانيا: “إن الجمع بين التجانس الجيد، والقدرة العالية على الطاقة، والأداء القوي في درجات الحرارة المنخفضة، يجعل هذه الخلايا جذابة للتخزين الثابت، وخدمات الشبكة، والمركبات التجارية أو قصيرة المدى، حيث تكون التكلفة المنخفضة المحتملة وتوافر الموارد أكثر أهمية من نطاق القيادة الأقصى”.

مقارنة بطاريات أيون الصوديوم بخلايا تسلا

ولتقييم كيفية تنافس بطاريات أيون الصوديوم الخاصة بشركة هينا مع خلايا أيون الليثيوم الأكثر تقدمًا في شركة تسلا، قام شوت وزملاؤه بتحليل 120 خلية بطارية باستخدام طريقة غير مدمرة تُعرف باسم التحليل الطيفي للمقاومة لقياس اتساق التصنيع.

قام الفريق أيضًا باختبار كل بطارية في ظل ظروف تشغيل واقعية، وقياس أداء الطاقة والطاقة عبر مجموعة من تيارات الشحن ودرجات الحرارة من -20 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية. سمح التصوير بالأشعة السينية للباحثين بفحص الهياكل الداخلية للبطاريات قبل تفكيك الخلايا لدراسة أبعاد القطب الكهربائي وتركيب المواد والميزات المجهرية.

وكشف تحليلهم عن تصميم متطور يشتمل على طاولة ومجمع تيار مزدوج من الألومنيوم. يقلل هذا التصميم من المقاومة الكهربائية، ويعزز التوزيع المتساوي لدرجة الحرارة، ويشبه إلى حد كبير البنية المستخدمة في بطاريات تسلا الحالية.

يقول شوته: “لقد فوجئنا بشكل إيجابي بمدى تجانس الخلايا”.

نقاط القوة والتحديات المتبقية

على الرغم من أدائها المثير للإعجاب، إلا أن بطارية أيون الصوديوم لا تزال أقل من أفضل بطاريات الليثيوم أيون في العديد من المجالات المهمة. ووجد الباحثون أنه على الرغم من أن البطارية توفر أداءً عالي الطاقة أفضل مما كان متوقعًا لمنتج أيون الصوديوم التجاري المبكر، إلا أن الشحن في درجات حرارة منخفضة يظل تحديًا كبيرًا.

يقول شوتي: “كان أداء الطاقة العالية أفضل مما قد يتوقعه المرء من منتج أيون الصوديوم التجاري المبكر”. “ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب شحنًا متكررًا في درجات حرارة محيطة منخفضة، ستكون الإدارة الحرارية المناسبة أو استراتيجيات التشغيل مهمة لأن الشحن في درجات الحرارة المنخفضة يظل نقطة ضعف واضحة.”

اكتشف الفريق أيضًا تركيزات عالية وغير متساوية من النحاس في أجزاء من كاثود البطارية.

ووفقا لشوتي، فإن هذا “يثير أسئلة مثيرة للاهتمام حول دورها في الأداء والشيخوخة”، مضيفا: “سيكون من المثير رؤية تقنيات أيونات الصوديوم المستقبلية الخالية من النيكل والنحاس أيضا، مع تحقيق كثافة طاقة تنافسية”.

لماذا يمكن أن يصبح الصوديوم مادة مهمة للبطارية؟

يقدم الصوديوم العديد من المزايا المحتملة مقارنة بالليثيوم لأنه أكثر وفرة بكثير وأسهل في الحصول عليه في جميع أنحاء العالم. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى خفض تكاليف المواد الخام لمصنعي البطاريات مع تقليل مخاوف سلسلة التوريد على المدى الطويل.

ووجدت الدراسة أيضًا أن بطاريات أيونات الصوديوم تحافظ على أداء قوي تحت الأحمال الثقيلة في الظروف الباردة، مما يجعلها مرشحة واعدة لتخزين الطاقة الثابتة وكذلك المركبات العاملة في المناخات الباردة.

يقول شوته: “ومع ذلك، تتمتع خلايا أيون الصوديوم التجارية اليوم عمومًا بكثافة طاقة أقل من أفضل خلايا أيون الليثيوم، كما أن التكنولوجيا أقل نضجًا بشكل عام”.

الخطوات التالية لتقنية أيون الصوديوم

ويخطط الباحثون الآن لتحسين كيفية شحن بطاريات أيونات الصوديوم عند درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية، بهدف جعل الشحن أكثر أمانًا وكفاءة في ظروف التجمد.

وسيركز العمل المستقبلي أيضًا على تحسين المواد المستخدمة داخل البطاريات.

وقال “إن التقدم في أنودات الكربون الصلب وتركيبات المنحل بالكهرباء قد يكون واعدا بشكل خاص”.

المرجع: “تفكيك الخلايا وتوصيف بطارية أيون الصوديوم التجارية في هينا” بقلم كريستيان سيبرت، وموريتز شوت، وجوناس رينر، وجيرون ستال، وجان لين، وكاتارينا كواد، وهاينريش ديتلر، وكريستيان راهي، وديرك أوي سوير، 28 مايو 2026، تقارير الخلية العلوم الفيزيائية.
دوى: 10.1016/j.xcrp.2026.103323

تم دعم البحث من قبل الوزارة الفيدرالية للأبحاث والتكنولوجيا والفضاء والوزارة الفيدرالية للشؤون الاقتصادية والطاقة.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.