پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

باتری‌های سدیم‌یون؛ رقیب جدید لیتیوم یا فقط یک فناوری موقت؟

تا همین چند سال پیش، تقریباً همه تصور می‌کردند آینده خودروهای برقی فقط به باتری‌های لیتیوم‌یون و نسل بعدی آن‌ها، یعنی باتری‌های حالت‌جامد، گره خورده است، اما حالا نام فناوری دیگری بیش از گذشته شنیده می‌شود؛ باتری‌های سدیم‌یون. فناوری‌ای که شاید نتواند رکورد برد خودروهای برقی را جابه‌جا کند، اما می‌تواند یک مشکل بزرگ این صنعت را حل کند؛ هزینه بالای باتری. به همین دلیل، بسیاری از خودروسازان و تولیدکنندگان باتری معتقدند آینده خودروهای برقی فقط با لیتیوم ساخته نخواهد شد.

چرا صنعت خودرو دوباره به سراغ سدیم رفت؟

باتری‌های لیتیوم‌یون طی یک دهه گذشته نقش مهمی در گسترش خودروهای برقی داشته‌اند، اما موفقیت آن‌ها یک چالش بزرگ هم ایجاد کرده است؛ تقاضای جهانی برای لیتیوم با سرعتی بی‌سابقه افزایش یافته و همین موضوع نگرانی‌هایی درباره قیمت، تأمین مواد اولیه و وابستگی به چند کشور تولیدکننده به وجود آورده است.

در چنین شرایطی، نگاه شرکت‌ها به سمت ماده‌ای جلب شده که تقریباً همه‌جا پیدا می‌شود؛ سدیم. این عنصر که در سنگ‌های معدنی و آب دریا به وفور وجود دارد، بسیار ارزان‌تر از لیتیوم است و استخراج آن نیز وابستگی کمتری به معادن محدود جهان دارد.

همین ویژگی باعث شده سدیم به یکی از جدی‌ترین گزینه‌ها برای نسل جدید باتری‌ها تبدیل شود.

باتری سدیم‌یون چگونه کار می‌کند؟

از نظر عملکرد، باتری سدیم‌یون تفاوت بنیادی با باتری لیتیوم‌یون ندارد. در هر دو فناوری، هنگام شارژ و تخلیه، یون‌ها بین دو الکترود جابه‌جا می‌شوند و انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. تنها تفاوت این است که در یک باتری از یون لیتیوم و در دیگری از یون سدیم استفاده می‌شود.

این شباهت یک مزیت مهم دارد؛ بسیاری از کارخانه‌هایی که امروز باتری لیتیومی تولید می‌کنند، می‌توانند با تغییرات محدود، باتری‌های سدیمی نیز بسازند. به همین دلیل، توسعه این فناوری نسبت به ساخت یک باتری کاملاً جدید، هزینه و زمان کمتری نیاز دارد.

مزیت اصلی؛ کاهش هزینه تولید

بزرگ‌ترین دلیل استقبال از باتری‌های سدیم‌یون، قیمت پایین‌تر آن‌هاست. این باتری‌ها نیاز کمتری به مواد گران‌قیمتی مانند لیتیوم، کبالت و نیکل دارند؛ عناصری که قیمت آن‌ها در سال‌های اخیر نوسان زیادی داشته و هزینه تولید خودروهای برقی را افزایش داده است.

علاوه بر این، باتری‌های سدیم‌یون در دمای پایین عملکرد بهتری نسبت به بسیاری از باتری‌های لیتیومی دارند و از نظر ایمنی نیز مقاومت بیشتری در برابر افزایش دما و احتمال آتش‌سوزی از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌ها آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای خودروهای اقتصادی و کاربردهای روزمره تبدیل کرده است.

اما هنوز یک محدودیت مهم وجود دارد

در مقابل همه این مزایا، باتری‌های سدیم‌یون یک ضعف جدی دارند؛ چگالی انرژی پایین‌تر. به بیان ساده، این باتری‌ها در حجم و وزن یکسان، انرژی کمتری نسبت به باتری‌های لیتیومی ذخیره می‌کنند.

نتیجه این است که اگر یک خودروساز بخواهد همان برد حرکتی را ارائه دهد، باید از باتری بزرگ‌تر یا سنگین‌تری استفاده کند. به همین دلیل، فعلاً این فناوری گزینه ایده‌آلی برای خودروهای لوکس، اسپرت یا مدل‌هایی با برد بسیار بالا نیست.

چه شرکت‌هایی روی این فناوری سرمایه‌گذاری کرده‌اند؟

چین بیش از هر کشور دیگری توسعه باتری‌های سدیم‌یون را جدی گرفته است. شرکت CATL، بزرگ‌ترین تولیدکننده باتری جهان، نسل جدید این باتری‌ها را معرفی کرده و اعلام کرده است که از آن‌ها در خودروهای اقتصادی و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده خواهد کرد.

در کنار CATL، شرکت‌هایی مانند BYD و چندین تولیدکننده دیگر چینی نیز روی این فناوری سرمایه‌گذاری کرده‌اند. هدف آن‌ها رقابت با باتری‌های لیتیومی در خودروهای پرچمدار نیست، بلکه کاهش قیمت خودروهای برقی و افزایش دسترسی عموم مردم به این محصولات است.

جایگاه باتری سدیمی در کنار لیتیوم و حالت‌جامد

با مطرح شدن باتری‌های سدیم‌یون، این تصور ایجاد شده که شاید این فناوری جایگزین باتری‌های لیتیومی یا حتی باتری‌های حالت‌جامد شود، اما واقعیت چیز دیگری است.

باتری‌های لیتیوم‌یون همچنان بهترین انتخاب برای بیشتر خودروهای برقی امروزی هستند و تعادل مناسبی میان برد، وزن، عملکرد و هزینه ایجاد می‌کنند.

در مقابل، باتری‌های حالت‌جامد (Solid-State) به‌عنوان نسل آینده باتری‌ها شناخته می‌شوند. این فناوری وعده می‌دهد خودروها با یک بار شارژ مسافت بیشتری طی کنند، سریع‌تر شارژ شوند و ایمنی بالاتری داشته باشند. با این حال، هنوز تولید انبوه آن آغاز نشده و هزینه ساخت آن بالاست.

باتری‌های سدیم‌یون اما مسیر متفاوتی را دنبال می‌کنند. هدف آن‌ها ثبت رکورد برد یا شکست دادن باتری‌های حالت‌جامد نیست، بلکه ساخت خودروهای برقی ارزان‌تر است. به همین دلیل انتظار می‌رود در آینده،

خودروهای شهری، مدل‌های اقتصادی، ناوگان حمل‌ونقل و سامانه‌های ذخیره‌سازی برق بیشترین استفاده را از این فناوری داشته باشند، در حالی که خودروهای لوکس و مدل‌های با برد بالا همچنان به باتری‌های لیتیومی پیشرفته و در ادامه به باتری‌های حالت‌جامد متکی خواهند بود.

آینده باتری‌ها یک رقابت نیست، یک تقسیم وظیفه است

برخلاف تصور رایج، احتمال اینکه یک فناوری تمام باتری‌های دیگر را کنار بزند، چندان زیاد نیست. صنعت خودرو به سمت استفاده هم‌زمان از چند فناوری مختلف حرکت می‌کند؛ هر فناوری برای کاربردی متفاوت.

همان‌طور که امروز همه خودروها از یک نوع موتور استفاده نمی‌کنند، در آینده نیز احتمالاً همه خودروهای برقی به یک نوع باتری مجهز نخواهند بود. برخی به باتری‌های لیتیومی، برخی به باتری‌های سدیمی و برخی دیگر به باتری‌های حالت‌جامد مجهز خواهند شد.

جمع‌بندی

باتری‌های سدیم‌یون شاید انقلابی به بزرگی لیتیوم‌یون نباشند، اما می‌توانند یکی از مهم‌ترین موانع گسترش خودروهای برقی، یعنی قیمت بالای باتری، را کاهش دهند. این فناوری قرار نیست جای همه باتری‌های موجود را بگیرد، اما می‌تواند نقش مهمی در ارزان‌تر شدن خودروهای برقی و توسعه حمل‌ونقل پاک ایفا کند. به همین دلیل، آینده باتری‌ها احتمالاً نه در حذف یک فناوری، بلکه در همزیستی لیتیوم، سدیم و حالت‌جامد رقم خواهد خورد.