في وقت مبكر من أغسطس، أعلنت CATL (شركة Contemporary Amperex Technology Ltd.) عن أول بطارية ليثيوم فوسفات الحديد في العالم قادرة على الشحن السريع 4C والإنتاج الضخم القابل للتطوير - Shenxing Super Charge Battery. مؤخرًا، في حدث Chery Technology Day، أطلقت Chery Automobile وCATL رسميًا تعاونهما الاستراتيجي وأعلنتا أنه سيتم تركيب بطارية Shenxing Super Charge لأول مرة في Exeed Starway Era ES. لقد أصبح منتج فوسفات الحديد الليثيوم ذو الأداء الاستثنائي هذا نقطة محورية في الصناعة، مما يطغى على بطارية Kirin الخاصة بشركة CATL. لماذا تختار فوسفات الحديد الليثيوم؟ ما مدى سرعة سرعة الشحن الفائق؟
● ما هي بطارية Shenxing Super Charge؟
وفقًا للبيانات الرسمية، تعد بطارية Shenxing Super Charge أول بطارية ليثيوم فوسفات الحديد في العالم يمكن إنتاجها بكميات كبيرة بقدرة الشحن الفائق 4C.
يشير المصطلح "4C" إلى معدل شحن البطارية، أي التيار بالنسبة إلى السعة المقدرة للبطارية. على سبيل المثال، إذا تم شحن خلية بطارية بقوة 1 أمبير بتيار 1 أمبير، فيمكن أن نفهم ببساطة أنه سيتم شحن البطارية بالكامل خلال ساعة واحدة في ظل هذه الحالة. إذا تم زيادة التيار إلى 2A أو 2C، فسوف ينخفض وقت الشحن إلى 30 دقيقة.
هناك منتجات بطاريات أخرى في الصناعة بمعدلات شحن تبلغ 4C وحتى 6C أو 8C، مثل بطارية Kirin الرائدة من CATL وبطارية Phoenix من شركة Juwan Technology، وكلاهما يمكن أن يحقق معدلات شحن عالية. ومع ذلك، فإن معظم البطاريات التي تصل إلى 4C أو أعلى مصنوعة من مواد الليثيوم الثلاثية. أشار جاو هوان، مدير التكنولوجيا في قسم سيارات الركاب في شركة CATL، إلى أن ما يميز بطارية Shenxing Super Charge هو أنها تعزز معدل شحن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد إلى 4 درجات مئوية.
يعرف المطلعون على تكنولوجيا البطاريات أنه بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم الثلاثية، فإن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد لها بعض العيوب من حيث كثافة الطاقة وأداء الشحن والتفريغ في درجات الحرارة المنخفضة. وينبع هذا الاختلاف من التباين في نشاط المواد الكاثودية. إن تحقيق معدلات شحن عالية باستخدام الليثيوم الثلاثي ذو الأداء الأفضل لا يعد أمرًا صعبًا مع تكنولوجيا الصناعة الحالية. ومع ذلك، فإن دفع فوسفات حديد الليثيوم إلى 4 درجات مئوية أو أعلى هو أمر مثير للاهتمام للغاية.
لذا، فإن السؤال الذي يطرح نفسه: إذا كانت شركة CATL تمتلك بالفعل بطارية Kirin، فلماذا تستمر في استخدام فوسفات الحديد الليثيوم؟ ألا ينبغي أن يعتمد مستقبل البطاريات عالية الأداء على الإنجازات التكنولوجية في الليثيوم الثلاثي؟ هناك فكرة خاطئة هنا.
عند الفحص الدقيق، يمكن للمرء أن يجد أن العلامات التجارية والمنتجات التي سيطرت على مخططات المبيعات في السنوات الأخيرة تميل إلى استخدام بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم. على الرغم من أن الليثيوم الثلاثي يبدو أكثر راقية، إلا أن فوسفات حديد الليثيوم قد يكون أكثر ربحية. يلقي هذا الضوء على سبب استثمار شركة CATL بكثافة في تطوير تكنولوجيا بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد.
● ما الذي يجعل Shenxing "ساحرًا" جدًا؟
يمكن ببساطة فهم عملية شحن بطاريات الليثيوم على أنها عملية نقل. العوامل الرئيسية التي تؤثر على سرعة الشحن هي سرعة انفصال أيونات الليثيوم وتضمينها من وإلى الأقطاب الكهربائية، على التوالي. تعد تقنية الكاثود الصافي فائق الإلكترون من شركة CATL والجيل الثاني من تقنية الأنود الحلقي سريع الأيونات حلولًا مناسبة لهذه التحديات.
يعتبر "الإلكتروليت" الموجود بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة مكونًا حيويًا في بطارية الليثيوم، مما يؤثر على استقرارها وسلامتها وأدائها في ظل درجات حرارة متفاوتة. تعمل تركيبة الإلكتروليت فائقة التوصيلية المطورة حديثًا من CATL على تقليل لزوجة الإلكتروليت في المقام الأول.
كما نعلم، فإن حجم المسام الموجودة في صفائح الأقطاب الكهربائية لا يؤثر فقط على سرعة اختراق أيونات الليثيوم، بل يرتبط أيضًا بكثافة الطاقة. تم تصميم لوح الإلكترود متعدد الطبقات من CATL ليكون أكثر مسامية في الأعلى وأكثر كثافة في الأسفل.
التسخين الذاتي من خلال التبديل السريع والمتكرر للتيار النبضي يسمح للقطب الكهربائي بتسخين قلب البطارية. بما أن القلب بأكمله يسخن بشكل موحد، فإنه يضمن ارتفاع درجة الحرارة بشكل أسرع. رسميًا، حتى عند درجة -10 ، يمكن شحن البطارية إلى 80% خلال 30 دقيقة، وبالتالي توسيع نطاق استخدام بطارية ليثيوم فوسفات الحديد، حتى في المناطق الشمالية الباردة خلال فصل الشتاء.
بالإضافة إلى الابتكارات المذكورة أعلاه، قامت شركة CATL بتحسين التصميم العام لحزمة البطارية. بفضل تصميم CTP3.0 بدون عوارض متقاطعة وألواح طرفية، تم تحسين قوة الاتصال بين خلية البطارية والغلاف الخارجي. يعمل هذا التصميم على زيادة المساحة لتناسب المزيد من خلايا البطارية، وهو ما تشير إليه الشركة على أنه تجميع الحزمة المتكاملة.
ذكر جاو هوان، المدير التنفيذي للتكنولوجيا في قسم سيارات الركاب بشركة CATL، أن بطارية Shenxing Super Charge توفر تجربة شحن ممتازة حتى مع المحطات التي لا تحتاج إلى شحن فائق. بالمقارنة مع المنتجات الأخرى، فإن تيار الشحن أثناء الشحن السريع أكثر استقرارًا، ويحافظ على طاقة ثابتة دون تسوس من 10% إلى 95% SOC.
باختصار، لا تمثل بطارية Shenxing Super Charge تقنية جديدة لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد فحسب، بل إنها تعيد أيضًا تعريف ما يمكن أن تكون عليه بطارية ليثيوم فوسفات الحديد. مع التغلب على عيوب درجة الحرارة المنخفضة المتأصلة، تم تضخيم ميزة التكلفة بشكل أكبر.
لذا، السؤال التالي هو، متى ستكون هذه البطارية الرائعة متاحة للشراء؟ وأشار المسؤولون إلى أن هذه البطارية ستبدأ الإنتاج الضخم في مصنعين رئيسيين بحلول نهاية عام 2023. ومن المتوقع أن تصل إلى المستهلكين بحلول الربع الأول من عام 2024 إلى جانب Chery Exeed Starway Era ES.
ببساطة، تقوم هذه التقنية بتغليف نوعين مختلفين من خلايا البطارية - الليثيوم الثلاثي وفوسفات حديد الليثيوم - داخل نظام بطارية الطاقة نفسه. ومن خلال الاعتماد على الليثيوم الثلاثي لتحقيق التوازن بين أداء السيارة في درجات الحرارة المنخفضة وكفاءة الشحن، يمكن أن يلبي فوسفات الحديد الليثيوم متطلبات الاستخدام اليومي بشكل أفضل ويقلل من تكاليف الحزمة الإجمالية. خلال المقابلة، طرحنا سؤالًا بخصوص هذا التصميم الهجين: هل يمكن لبطارية Shenxing Super Charge استيعاب هذا التكوين المختلط؟
ردًا على ذلك، ابتسم Gao Huan ابتسامة ماكرة، وشارك "تلميحًا" لتخطيط خط الإنتاج المستقبلي لشركة CATL، "من قال أن بطارية Shenxing Super Charge يجب أن تكون مصنوعة من فوسفات حديد الليثيوم؟ لماذا لا يمكن أن تكون ليثيوم ثلاثية؟ أو، "إصدارات مخصصة لسيناريوهات استخدام محددة؟ مثل Shenxing Super Charge للمركبات التجارية؟ أو نسخة الشتاء من Shenxing؟"
من خلال الاستدلال، أليست بطارية Kirin أيضًا ليست بالضرورة فريدة من نوعها لتقنية الليثيوم الثلاثي؟ ربما يمكن فهم الأمر بهذه الطريقة: سيكون Kirin وShenxing الركيزتين التكنولوجيتين الرئيسيتين لشركة CATL في السنوات المقبلة. تستهدف Kirin الطرازات المتطورة ذات متطلبات الطاقة القوية وطويلة المدى، بينما تركز Shenxing على مجموعات المنتجات المتوسطة والمنخفضة التكلفة الفعالة. وفي ظل هذين النظامين، قد تظهر أنواع مختلفة من البطاريات، مثل "Kirin Lithium Iron Phosphate" أو "Shenxing Ternary Lithium". الاستراتيجية الدقيقة متوقعة بفارغ الصبر من CATL.
