7 دقیقه
سامسونگ SDI از یک باتری جدید سیلیکون-کربن (Si‑C) رونمایی کرده است — اما انتظار نداشته باشید که در گلکسی بعدی شما ظاهر شود. سلولهای تازه این شرکت برای خودروهای برقی طراحی شدهاند و وعده دوام بالاتر، شارژ سریعتر و ایمنی بهبودیافته را برای کاربردهای خودرویی مطرح میکنند. این محصول در چارچوب توسعه فناوری باتری برای بازار خودروهای الکتریکی معرفی شده و هدف آن پاسخگویی به نیازهای خاص صنعت خودرو از جمله چرخه عمر طولانی، پایداری حرارتی و قابلیت شارژ سریع است.
آندهای سیلیکون‑کربن و پاسخ به نیازهای خودرویی
سامسونگ SDI و شرکت KG Mobility اعلام کردند که برای توسعه پکهای باتری از سلولهای سیلندری سری 46 این تولیدکننده همکاری میکنند. این سلولها کاتدهایی با نیکل بالا (NCA) را با آند نانوکامپوزیت اختصاصی سیلیکون-کربن سامسونگ ترکیب میکنند؛ طراحیای که برای کاهش تورم الکترود و افزایش عمر قابل استفاده چرخهای تنظیم شده است. انتخاب آند سیلیکون-کربن و ترکیب آن با کاتدهای NCA نشاندهنده تمرکز بر افزایش چگالی انرژی و ظرفیت است در حالی که کوشش میشود اثرات منفی مکانیکی و شیمیایی ناشی از سیکلهای شارژ و دشارژ کاهش یابد.
چرا این موضوع اهمیت دارد؟ سیلیکون میتواند مقدار بسیار بیشتری لیتیوم نسبت به گرافیت ذخیره کند و در نتیجه ظرفیت ویژهٔ بالاتری ارائه دهد، اما در هنگام چرخههای شارژ و دشارژ منبسط و منقبض میشود و این تغییر ابعاد میتواند منجر به شکست مکانیكی، از بین رفتن تماس الکتریکی و کاهش سریع ظرفیت شود. با جاسازی قطعات سیلیکونی در ماتریس کربنی، سامسونگ SDI تلاش کرده تا افزایش ظرفیت را حفظ کند و در عین حال تنشهای فیزیکی را محدود نماید — معاملهای حیاتی برای خودروهای برقی که نیاز به عمر طولانی، عملکرد قابل پیشبینی و اعتمادپذیری در طی سالها دارند. این راهکار میتواند شامل بهینهسازی اندازه ذرات سیلیکونی، پوششدهی سطحی، افزودنیهای الکترولیتی و کنترل تشکیل لایهٔ SEI (لایهٔ واسط جامد-الکترولیت) باشد تا پایداری چرخهای بهبود یابد.
علاوه بر مزایای ظرفیت، استفاده از نانوکامپوزیت سیلیکون-کربن میتواند به مدیریت گرمایی بهتر و توزیع یکنواخت جریان داخل سلول کمک کند، زیرا ساختار کربنی نقش حامل الکتریکی و مکانیكی را ایفا میکند و از فروپاشی سریع ساختار آند جلوگیری میکند. این نکات برای تولیدکنندگان خودرو و توسعهدهندگان باتری که خواهان افزایش برد خودرو (range)، کاهش زمان شارژ و حفظ ایمنی در شرایط سخت هستند، از اهمیت بالایی برخوردارند. بهعلاوه، ترکیب این آند با کاتد NCA پرنیکل به تعادل انرژی ویژه و پایداری چرخهٔ مناسبی منجر میشود که برای کاربرد خودرویی حیاتی است.
ارتقای عملکرد و ایمنی که اهمیت دارد
پکهای جدید همچنین از معماری سلولی بدون تب (tabless) بهره میبرند، ساختاری که مقاومت داخلی را کاهش داده و جریان الکتریکی را یکنواختتر میکند. این طراحی کمک میکند تا توان اوج بالاتری ارائه شود و زمان شارژ کاهش یابد — هر دو ویژگیای که برای خودروهای الکتریکی جذاب است. معماری بدون تب میتواند توزیع جریان و دمای داخلی سلول را بهبود دهد، و در نتیجه امکان استفاده از نرخهای شارژ بالاتر و تحویل توان انفجاریتر برای شتابگیری را فراهم سازد بدون اینکه نقطههای داغ محلی موجب خرابی زودرس سلول شوند.
علاوه بر این، سامسونگ اعلام کرده که مدیریت حرارتی را بهبود داده و مراحل تولید را ارتقا داده است تا در مقایسه با نسلهای قبلی، قابلیت اطمینان و ایمنی را افزایش دهد. بهبودهای مدیریت حرارتی ممکن است شامل طراحی بهتر هدایت گرما، استفاده از مواد با هدایتی حرارتی بالا در پک، سیستمهای خنککنندگی بهینه و کنترلهای الکترونیکی BMS پیشرفته برای نظارت دقیقتر بر دما و سلولها باشد. تغییرات فرایند تولید نیز میتواند بر کیفیت اتصال داخلی، یکپارچگی الکترودها و یکنواختی مواد تأثیرگذار باشد؛ عواملی که به نوبه خود عمر مفید و ایمنی کلی پک باتری را تقویت میکنند.
- قالب سلول: سلولهای سیلندری سری 46 — فرمت استاندارد برای کاربردهای خودرویی با تمرکز بر چگالی انرژی و قابلیت تولید انبوه
- شیمی کاتد: NCA با نیکل بالا — تعادل میان ظرفیت، پایداری و چگالی انرژی برای نیازهای برد طولانی خودرو
- آند: نانوکامپوزیت اختصاصی سیلیکون-کربن — طراحیشده برای افزایش ظرفیت و کاهش تورم الکترود
- مزایای طراحی: معماری بدون تب، کنترلهای حرارتی بهبود یافته — تمرکز بر شارژ سریعتر، توان اوج بالاتر و ایمنی بیشتر
این پکها طبق تفاهمنامهٔ تازه امضا شده برای خودروهای نسل جدید KG Mobility در نظر گرفته شدهاند. برای KG — شرکتی که ریشههایش به سال 1954 بازمیگردد و تاریخچهٔ مالکیتی پیچیدهای دارد که شامل SsangYong، Daewoo، SAIC و Mahindra میشود — این قرارداد نشاندهنده تلاشی برای مدرنسازی خط تولید خودروهای برقی با استفاده از فناوری باتری پیشرفته است. همکاری میان تولیدکنندهٔ باتری و سازندهٔ خودرو معمولاً شامل آزمایشهای تطبیق سلول در شرایط واقعی، طراحی پک اختصاصی برای مدلهای مختلف، آزمون ایمنی سختگیرانه و بهینهسازی نرمافزار مدیریت انرژی است تا عملکرد و دوام در سطح مورد انتظار صنعت خودروسازی حاصل شود.
حال گوشیهای گلکسی چه میشود؟
این وسوسه وجود دارد که گمان کنیم بخش موبایل سامسونگ (Samsung MX) بهزودی از این مزایای Si‑C بهرهمند خواهد شد، چون گاهی اوقات سامسونگ MX از سلولهای تولیدی سامسونگ SDI استفاده میکند. با این حال، سلولهای خودرویی برای فشارها و استانداردهای ایمنی متفاوتی نسبت به باتریهای گوشیهای هوشمند بهینه شدهاند. سلولهای خودرویی معمولاً روی عمر چرخهای، پایداری در شرایط دما و جریانهای بالا و مطابقت با استانداردهای خودرویی مانند آزمونهای گستردهٔ ایمنی تمرکز دارند؛ در حالی که سلولهای موبایل بیشتر به فاکتورهای فرم، چگالی انرژی حجمی و هزینه تولید حساس هستند. بنابراین هرچند تکنولوژی احتمالاً میتواند به محصولات مصرفی تسری یابد، هیچ جدول زمانی مشخصی برای این انتقال وجود ندارد.
به زبان ساده: این فناوری برای گوشیها در آینده امیدوارکننده است، اما در حال حاضر برای خودروها عملی و هدفگذاریشده است. انتقال فناوری از سلولهای خودرویی به موبایل نیازمند تغییر در طراحی، مقیاس تولید، و بهینهسازی هزینه است؛ همچنین باید الزامات ایمنی، استانداردهای محیطی و محدودیتهای فیزیکی دستگاههای همراه مدنظر قرار گیرند. برای دنبالکنندگان نوآوری در حوزه باتری، این حرکت نشان میدهد که خودروسازان و تولیدکنندگان باتری بهسرعت در حال اتخاذ آندهای تقویتشده با سیلیکون و طراحیهای بدون تب هستند تا برد بیشتر، شارژ سریعتر و پکهای ایمنتر را دنبال کنند — یادآوری اینکه احتمالاً پیشرفتهای بزرگ باتری ابتدا در جادهها و خودروها ظاهر میشوند، نه لزوماً در جیب شما.
در کل، تحولات سامسونگ SDI و همکاری با KG Mobility یک نمونهٔ بارز از ترکیب تحقیق و توسعهٔ مواد پیشرفته، مهندسی سلول و تطبیق صنعتی است که میتواند مسیر بازار باتریهای خودرو برقی را در سالهای آینده شکل دهد. شرکتها اکنون روی بهبود ترکیب شیمیایی، ساختار هندسی سلول و فرایندهای تولید برای کاهش هزینههای چرخه عمر و افزایش ایمنی سرمایهگذاری میکنند. در نتیجه، کاربران خودروهای الکتریکی میتوانند انتظار داشته باشند که در نسلهای آتی، خودروها با برد بیشتر، زمان شارژ کوتاهتر و سطوح ایمنی بالاتر وارد بازار شوند؛ امری که در بلندمدت شتاب پذیرش وسیعتر خودروهای برقی را تقویت خواهد کرد.
منبع: sammobile
نظرات
آرمین
خلاصه: پیشرفت خوبیه، اما تا وقتی هزینه، استانداردها و مقیاس تولید حل نشه برای موبایل خبری نیست. مسیر طولانیه، ولی امیدوارکننده.
لبکور
تو کارم دیدم سیلیکون کلی مشکل ایجاد میکنه ولی نانوکامپوزیت میتونه نجات بده، امیدوارم تولید انبوه هم جواب بده 🤞
توربوم
واقعاً همهی این وعدهها توی شرایط واقعی پایداری دارن؟ کلی جزئیات فنی لازمه تا باور کنم، فعلا محتاطم
کوینپی
بهم میاد که درست باشه، اول باید توی ماشینها تست بشه. موبایل بعدا، فعلا تمرکزشون رو خودرو منطقیه
رودایکس
وااای، انتظار نداشتم Si-C اینقدر جدی بره روی خودروسازی... شارژ خیلی سریع و برد بیشتر؟ اگه درست باشه انقلابیه اما قیمت مهمه.
ارسال نظر