لماذا قد تصل بطاريات الحالة الصلبة إلى الهواتف قبل السيارات الكهربائية؟

تقدم LG Energy Solution قراءة متحفظة لوعود بطاريات الحالة الصلبة، وتذكّر بأن الإعلان عن نموذج أولي أو خط إنتاج تجريبي لا يعني أن سيارات كهربائية مزودة بهذه التقنية ستصبح متاحة على نطاق واسع قريبًا. فبحسب الشركة، قد تصل البطاريات الصلبة إلى تطبيقات صغيرة مثل الهواتف الذكية والطائرات المسيّرة قبل السيارات الكهربائية ذات الإنتاج الواسع بنحو عقد، لأن تصنيع الخلايا الكبيرة بصورة مستقرة لا يزال التحدي الأكبر. 114

هذا التقييم لا يعني أن التطوير توقف. فقد أعلنت LG Energy Solution أنها تستهدف تسويق بطاريات صلبة بالكامل للسيارات الكهربائية، تعتمد على الغرافيت، بحلول عام 2029، في حين حددت شركات أخرى مواعيد أبكر لخطوط تجريبية أو مركبات استعراضية. 192526 لكن الفارق مهم بين خط تجريبي، ونموذج محدود، وإنتاج موثوق وتنافسي من حيث التكلفة وبالحجم الذي يتطلبه قطاع السيارات.

المشكلة ليست في المختبر، بل في التصنيع واسع النطاق

تستبدل بطاريات الحالة الصلبة الإلكتروليت السائل المستخدم في بطاريات الليثيوم-أيون التقليدية بمادة صلبة. وقد تتيح هذه البنية كثافة طاقة أعلى ومستويات أمان محسنة، لكن النتائج الواعدة في المختبر لا تمثل سوى جزء من المعادلة.

وصف روبرت لي، رئيس LG Energy Solution في أميركا الشمالية، الإنتاج واسع النطاق بأنه العقبة الأساسية. فالخلايا الصغيرة أسهل تصنيعًا وتحتاج إلى كمية أقل من المواد لكل وحدة. أما بطاريات السيارات الكهربائية فتتطلب خلايا كبيرة، وإنتاجًا مرتفعًا، وجودة متسقة عبر مراحل التصنيع كلها. 114

لذلك، فإن نجاح خلية صلبة داخل هاتف أو جهاز صغير لا يعني تلقائيًا جاهزيتها لتشغيل ملايين السيارات. فعلى البطاريات المخصصة للسيارات أن تثبت أيضًا قدرتها على الحفاظ على الجودة والعمر التشغيلي والسلامة والتكلفة المناسبة، وليس فقط تحقيق كثافة طاقة مرتفعة.

ماذا يكشف مصنع لانسنغ عن استراتيجية LG القريبة؟

يعطي مصنع LG Energy Solution الجديد في لانسنغ بولاية ميشيغان صورة واضحة عن الطلب الذي تراهن عليه الشركة في المدى القريب. ويمتد الموقع على مساحة 226 فدانًا، فيما تجاوز الاستثمار فيه ملياري دولار، وتستهدف الشركة الوصول إلى قدرة إنتاج سنوية تزيد على 35 غيغاواط-ساعة عند تشغيله بكامل طاقته. 37

ينتج المصنع خلايا كبيرة من فوسفات حديد الليثيوم، المعروفة اختصارًا بـLFP، لتطبيقات تخزين الطاقة، إلى جانب خلايا النيكل والمنغنيز والكوبالت، أو NMC، للسيارات الكهربائية. ومن المنتظر أن تُستخدم خلايا NMC في سيارة Toyota Highlander الكهربائية لعام 2027. 47

وهذا توسع في بطاريات الليثيوم-أيون التقليدية، وليس تحولًا فوريًا إلى تصنيع البطاريات الصلبة. ويعكس ذلك قيمة التقنيات التي يمكن إنتاجها وبيعها الآن، بالتوازي مع استمرار تقنيات الجيل التالي في مراحل البحث والخطوط التجريبية والاختبارات.

خارطة البطاريات العملية أوسع من الحالة الصلبة

تعمل LG Energy Solution وشركاؤها أيضًا على تحسينات تدريجية قد تصل إلى السيارات في وقت أقرب. وتخطط General Motors وLG Energy Solution لتسويق خلايا منشورية غنية بالليثيوم والمنغنيز، أو LMR، في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2028، مع بدء إنتاج ما قبل التجاري قبل ذلك. وتقول الشركتان إن هذه الخلايا موجهة إلى شاحنات كهربائية وسيارات SUV كبيرة مستقبلية، مع استهداف مدى يتجاوز 400 ميل، أي نحو 644 كيلومترًا، في بعض التطبيقات. 373940

وتشير مواد البحث والتطوير المنشورة من LG Energy Solution إلى أن بطاريات أيون الصوديوم من التقنيات المخطط لتسويقها في عام 2027. وتبرز الشركة وفرة الصوديوم مقارنة بالليثيوم، إلى جانب إمكاناته في خفض التكلفة وتحسين الأداء عند معدلات الشحن والتفريغ المرتفعة وفي درجات الحرارة المنخفضة. وقد تشمل الاستخدامات تخزين الطاقة والسيارات الكهربائية الأقل تكلفة. 23

وتشير هذه المشاريع مجتمعة إلى مسار متنوع: خلايا LFP منخفضة التكلفة، وخلايا NMC عالية الكثافة، وتركيبات غنية بالمنغنيز، وأشكال جديدة للخلايا. ويمكن لهذه الخيارات تحسين السيارات الكهربائية دون انتظار تحول كامل إلى الحالة الصلبة.

كيف ينبغي قراءة الجداول الزمنية المنافسة؟

أعلنت شركات تصنيع بطاريات وشركات سيارات صينية عدة أهدافًا لعام 2027 تتعلق بإنتاج تجريبي لبطاريات الحالة الصلبة أو اختبارها على الطرق أو استخدامها في مركبات استعراضية. وترتبط بهذه الخطط شركات مثل CATL وBYD، إلى جانب Geely وFarasis Energy وCALB وGotion High-Tech. 4142

كما بدأت شركة ProLogium بناء مصنع ضخم لبطاريات الحالة الصلبة في دونكيرك بفرنسا. وتتضمن خارطة الطريق المعلنة مرحلة إنتاج أولية ثم زيادة تدريجية، ما يجعل المشروع اختبارًا مهمًا لقدرة هذه التقنية على التصنيع المتسق بأحجام أكبر بكثير. 43

لكن هذه الإعلانات تثبت نشاط التطوير، ولا تثبت وحدها الجاهزية للسوق الجماهيري. فقد ينتج خط تجريبي في عام 2027 خلايا مخصصة للتحقق والاختبار، من دون أن يثبت قدرة الكيمياء نفسها على تحقيق معدلات إنتاج مرتفعة وتكلفة منخفضة ومتطلبات السيارات على نطاق واسع.

النماذج الأولية تثبت الإمكانات، لا الانتشار التجاري

بدأت شركات السيارات بالفعل استخدام برامج نماذج أولية لاختبار خلايا صلبة أو شبه صلبة. فقد استُخدمت خلايا Factorial في نموذج Mercedes-Benz EQS، فيما تختبر شركات أخرى تقنيات مشابهة في مركبات استعراضية. 2153

وتكتسب هذه الاختبارات أهمية لأنها تكشف أداء الخلية في ظروف القيادة الحقيقية، لكنها تختلف عن توفير سيارة إنتاج متاحة لعدد كبير من المشترين. فالانتقال إلى الإنتاج التجاري يتطلب اختبارات طويلة الأمد، واتساقًا في التصنيع، وسلسلة توريد قادرة، ونموذجًا اقتصاديًا يناسب شركات السيارات والمستهلكين.

ماذا يعني ذلك لسوق السيارات الكهربائية؟

القراءة الأكثر حذرًا لموقف LG Energy Solution ليست أن بطاريات الحالة الصلبة بعيدة عن كل تطبيق، بل أن استخدامها التجاري الأول قد يظهر في الأجهزة الصغيرة أو الحلول المتخصصة. أما السيارات الكهربائية واسعة الانتشار فتحتاج إلى وقت أطول لأن خلاياها أكبر، وكميات إنتاجها أعلى، وكلفة أي عيب فيها أكبر. 113

قد تنجح بعض الشركات في طرح محدود أو في تشغيل مركبات استعراضية قبل نهاية العقد. كما أن هدف LG Energy Solution لعام 2029 يوضح أنها لا تتخلى عن تطوير البطاريات الصلبة للسيارات. 1925 لكن بالنسبة إلى معظم مشتري السيارات الكهربائية خلال النصف الثاني من عشرينيات هذا القرن، من المرجح أن يأتي التطور من بطاريات ليثيوم-أيون محسنة، خصوصًا LFP وNMC والتصميمات الغنية بالمنغنيز، بدلًا من استبدال شامل ومفاجئ للخلايا الحالية.

لذلك، لا ينبغي تقييم أي إعلان جديد بناءً على سنة الإطلاق المعلنة فقط. المؤشرات الأهم هي معدلات إنتاج الخلايا الكبيرة، والعمر عبر دورات الشحن، والسلامة، والتكلفة، والتزام شركة سيارات بإنتاج مركبات بكميات كبيرة. وإلى أن تثبت هذه العناصر مجتمعة، ينبغي اعتبار عبارة «إنتاج تجريبي» محطة هندسية مهمة، لا دليلًا على أن السيارات الكهربائية ذات البطاريات الصلبة أصبحت جاهزة للسوق السائدة.