كشفت شركة شاومي Xiaomi الصينية عن تسجيل براءة اختراع جديدة تُعلن من خلالها دخولها رسميًا إلى مجال تطوير بطاريات الحالة الصلبة Solid-State Batteries، وهي التقنية التي تُعد واحدة من أكثر الابتكارات المنتظرة في مستقبل السيارات الكهربائية. وتُشير تفاصيل البراءة إلى تصميم جديد كليًا للقطب الكهربائي يعتمد على بنية متعددة الطبقات تهدف إلى تحسين التوصيل الأيوني ورفع كثافة الطاقة، وهما من أكبر التحديات التي تواجه هذه التقنية الواعدة في طريقها نحو الإنتاج التجاري الواسع.
تصميم ثوري لطبقات الأقطاب يفتح آفاقًا جديدة للبطاريات الكهربائية
وفقًا للبيانات المنشورة، تعتمد براءة الاختراع الجديدة على دمج مجمّع تيار كهربائي Current Collectorمع طبقات متعددة من المواد الفعالة التي تشمل المواد النشطة، والعوامل الموصلة، والمواد الرابطة، بالإضافة إلى إلكتروليت صلب مكوّن من البوليمرات وأملاح المعادن.
ويمتد الإلكتروليت الصلب عموديًا داخل طبقة القطب، مما يؤدي إلى تقصير المسار الذي تسلكه الأيونات داخل الخلية، وبالتالي تحسين أداء البطارية بشكل كبير، لا سيما في ظروف الشحن السريع. وتؤكد شاومي أن هذا التصميم الجديد متوافق مع خطوط إنتاج بطاريات الليثيوم التقليدية، ما قد يُسهّل الانتقال إلى الإنتاج الكمي دون الحاجة إلى بناء مصانع جديدة من الصفر.
بطارية بارتفاع 120 LL ومدى 1200 كيلومتر
تُشير المعلومات الفنية إلى أن النموذج الأولي لبطارية شاومي يدعم تصميم الخلية إلى الهيكل Cell-to-Body – CTB، وهو تصميم متقدم يدمج خلايا البطارية مباشرة في أرضية السيارة دون الحاجة إلى حزمة تقليدية، مما يُحقق كفاءة حجمية تبلغ 77.8%.
وتتميز هذه البطارية بارتفاع لا يتجاوز 120 مم فقط – يشمل أرضية السيارة – ما يُتيح تحسين توزيع الوزن داخل الهيكل واستغلال المساحات الداخلية بكفاءة عالية. وتُعلن شاومي أن هذا الابتكار قد يُمكّن السيارات المستقبلية من تحقيق مدى قيادة يتجاوز 1200 كيلومتر، مع قدرة شحن فائق تُتيح استعادة 800 كيلومتر من المدى خلال 10 دقائق فقط.
سباق عالمي نحو الحالة الصلبة
يتماشى هذا التطور مع التوجه العالمي المتسارع نحو تقنيات بطاريات الحالة الصلبة، حيث تعمل عدة شركات على تسريع الأبحاث والتطوير، منها كاتل CATL، BYD، وتويوتا Toyota، وسايك موتور SAIC Motor، .BMW
وقد بدأت BMW بالفعل اختبارات ميدانية لسيارة i7 بنموذج أولي من البطارية الصلبة، بينما تُخطط كلاً من CATL وSAIC لإطلاق إنتاج محدود خلال عام 2027. أما تويوتا، فتستهدف تقديم أول طرازاتها بهذه التقنية في الفترة بين 2027 و2028.
بطاريات الحالة الصلبة ..وتحديات في الطريق
تستبدل بطاريات الحالة الصلبة الإلكتروليت السائل المستخدم في خلايا الليثيوم التقليدية بمواد صلبة، ما يُقدم وعودًا بزيادة كثافة الطاقة، وتحسين السلامة، ورفع الاستقرار الحراري. إلا أن الطريق نحو الإنتاج الواسع لا يزال مليئًا بالتحديات، أبرزها ضعف التوصيل الأيوني، وصعوبة الاتصال بين الطبقات الداخلية، ومشكلة تكوّن شعيرات الليثيوم .Lithium Dendrites
ويجري حاليًا اختبار ثلاثة أنواع من الإلكتروليتات الصلبة هي، الكبريتيدات، والأكاسيد، والبوليمرات، ولكل منها مزايا وتحديات تتعلق بالتوصيل والاستقرار وقابلية التصنيع.
هل تصنع شاومي البطاريات؟
من خلال هذه البراءة، تُلمّح شاومي إلى قدرتها المستقبلية على إنتاج بطاريات الحالة الصلبة داخليًا ودمجها في سياراتها الكهربائية، مثل النسخ المستقبلية من طراز شاومي Xiaomi SU7، ما يُقلل من اعتمادها على الموردين الخارجيين مثل CATL وBYD.
