صنعت باتری کشور بانمک می‌شود/ بومی‌سازی مواد اولیه باتری‌های لیتیمی

گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، خودروهایی که با سوخت‌های فسیلی مانند بنزین، گازوئیل و... کار می‌کنند باعث آلودگی هوا و محیط‌زیست شده و از سوی دیگر مقادیر بالایی گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنند که منجر به گرم شدن کره زمین می‌شود. به همین دلیل تقاضا برای استفاده از خودروهای برقی طی دهه اخیر به شدت افزایش یافته است. این خودروها با باتری‌های قابل‌شارژ کار می‌کنند و باعث آلودگی نمی‌شوند. یکی از مشکلات شرکت‌های خودروسازی تولید باتری‌هایی با بازدهی بالا و قیمت مناسب برای خودروهای برقی است. در حال حاضر بسیاری از خودروهای برقی با باتری‌های لیتیم یون کار می‌کنند.

بیشتر بخوانید:

باتری فلز-هوای ایرانی تجاری‌سازی شد/ افزایش برد باتری‌ها تا پنج برابر

توسعه باتری لیتیومی پوشیدنی/ در آینده دستگاه‌ها توسط لباس شارژ خواهند شد

بازار این باتری در سال ۲۰۱۹ حدود ۳۶.۷ میلیارد دلار بوده و پیش‌بینی می‌شود ارزش این بازار در سال ۲۰۲۷ به ۱۳۰ میلیارد دلار برسد. باتری‌های لیتیم یونی از نظر چگالی توان، قیمت، سیکل‌پذیری، چگالی انرژی و بازدهی بهترین ترکیب را برای محصولان مختلف از جمله گوشی‌های هوشمند و خودروهای برقی دارند. این باتری‌ها کاربرد گسترده‌ای در سیستم‌ حمل‌ونقل الکتریکی، تولید و فرآوری مواد مورد نیاز دارد، بنابراین دستیابی به فناوری تولید مواد پیشرفته از کلیدی‌ترین تکنولوژی در حوزه باتری‌های لیتیمی به شمار می‌رود. در حال حاضر تعداد کشورهایی که فناوری تولید سلول‌های لیتیمی را در اختیار دارند، انگشت‌شمار است چراکه تولید مواد سازنده این باتری‌ها کاری دشوار محسوب می‌شود.

تولید مواد اولیه کاتد باتری لیتیم در کشور

تامین منابع لیتیم و کبالت، دستیابی به دانش فنی تولید مواد پیشرفته، قیمت محصول و تولید مواد کلیدی گرید باتری از جمله چالش‌های ساخت باتری لیتیم یونی به شمار می‌رود. حال یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی موفق به تولید مواد اولیه باتری‌های لیتیمی شده است. این مواد اولیه شامل نمک‌های آلومینیوم سولفات، لیتیم سولفات، لیتیم کلرید، نیکل کلرید، نیکل سولفات، کبالت سولفات، منگنز سولفات و سدیم دی هیدروژن فسفات می‌شود که به عنوان مواد اولیه کاتد باتری‌های لیتیمی به کار می‌روند. درجه خلوص این مواد باید ۹۹.۹۵ درصد باشد و هیچ‌گونه فلزات مضری در آنها وجود نداشته باشد.

به گفته مهران جوانبخت، عضو هئیت علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر «در حوزه باتری‌های لیتیمی کیفیت و قیمت در کنار یکدیگر مطرح می‌شوند. بسیاری از شرکت‌ها نمی‌توانند قیمت نهایی باتری خود را کاهش دهند و به همین دلیل شانسی در رقابت بازار جهانی ندارد. شرکت‌های ایرانی نیز از این قاعده مستثنی نیستند، بنابراین محصول ما باید مزیتی قابل‌توجه داشته باشد تا بتواند وارد گود رقابت شود. در صورتی که مواد الکترولیتی باتری را با استفاده از مواد اولیه وارداتی درست کنیم، قیمت نهایی محصول بالا می‌رود و برای مشتریان توجیه اقتصادی نخواهد داشت. بنابراین بهترین کار بومی‌سازی مواد اولیه‌ای است که برای ساخت مواد الکترولیت باتری لازم است.»

مزیت‌ باتری ساخته‌شده از مواد اولیه ایرانی چیست؟

باتری‌های لیتیمی براساس فناوری‌های مختلف ساخته می‌شوند و عملکرد آنها مبتنی بر تغییر مواد الکترولیتی است. وقتی باتری‌ها عملکرد بهتری دارند، درواقع شیمی مواد سازنده آنها تغییر می‌کند که این امر به الکترودها یا الکترولیت باتری مربوط است. الکترولیت مایعی است که میان دو الکترود پلیمری باتری حرکت می‌کند. به طور کلی چهار درصد از فروش فعلی باتری‌های لیتیمی در جهان صرف بخش توسعه و تحقیق می‌شود. مواد سازنده این باتری‌ها هر چند سال یک بار به طور کامل تعویض می‌شوند و نسل جدیدی با کارایی بهتری معرفی می‌شود. درواقع باتری‌های لیتیم به طور مداوم در حال بهبود هستند.

نمک‌هایی که این شرکت دانش‌بنیان توسعه داده در باتری‌های لیتیمی به عنوان مواد اولیه ساخت الکترولیت استفاده می‌شوند و در TRL۵ (سطح آمادگی فناوری) تهیه شده‌اند. محققان ایرانی با استفاده از این مواد اولیه گرید باتری را تهیه کرده که نه‌تنها عملکرد بهتری دارد بلکه ظرفیت آن نیز بیشتر است. از سوی دیگر قیمت باتری لیتیمی ساخته شده از مواد اولیه ایرانی به طور قابل‌توجهی کمتر از نمونه‌های فعلی در جهان است. تهیه الکترولیت باتری‌های لیتیمی براساس مواد وارداتی یا مواد آزمایشگاهی باعث افزایش سرسام‌آور قیمت نهایی محصول می‌شود. این در حالیست که استفاده از نمک‌ها به عنوان مواد سازنده گزینه اقتصادی‌تری به شمار می‌رود. باتری‌های لیتیمی ساخته شده از مواد اولیه نمکی در مقایسه با نمونه‌های خارجی عملکرد مناسبی دارند و قابل‌رقابت هستند.

لزوم تجاری‌سازی برای تجارت در بازار جهانی

به گفته جوانبخت «منبع اولیه در این پروژه می‌تواند یک معدن نمک یا شورابه باشد، این مواد تغلیظ شده و نمک‌های پایه مانند لیتیم و کبالت تولید می‌شوند. پس از تهیه ترکیبات صنعتی، مواد مورد نیاز برای گرید باتری تولید می‌شود. امروزه باتری‌های لیتیمی و ذخیره‌سازهای انرژی یکی از بحث‌های استراتژیک برای کشورهای جهان به شمار می‌روند، به همین دلیل بسیاری از دولت‌ها از توسعه فناوری در باتری لیتیمی حمایت می‌کنند تا جایی در بازار جهانی این باتری‌ها به دست آورند. در ایران نیز برای رسیدن به نتیجه مطلوب نیاز به همکاری سازمان‌ها و نهادهای مربوط به این حوزه داریم.»

بیشتر بخوانید:

تولید باتری‌های سازگار با محیط زیست

ساخت باتری با استفاده از نانولوله‌های کربنی

باتری‌های لیتیمی کاربردهای مختلفی دارند، از برخی از آنها در صنعت خودروهای برقی استفاده می‌شود و برخی دیگر برای تامین انرژی وسایل الکتریکی مانند گوشی‌های هوشمند به کار می‌روند. ویژگی هر یک نوع از این باتری‌ها متمایز بوده، بنابراین شیمی و عملکرد هر یک از آنها نیز متفاوت است. در حال حاضر پایلوت‌های کوچکی از پروژه بومی‌سازی مواد اولیه کاتد باتری‌های لیتیمی در حال اجراست، این شرکت دانش‌بنیان قصد انجام این پروژه در مقیاس بالا را دارد تا نیاز صنایع کشور در خصوص منابع اولیه ساخت باتری‌های لیتیمی را برطرف کند. در حال حاضر صنعت باتری لیتیمی در ایران بسیار کوچک است اما با توجه به حجم بازار جهانی و توسعه خودروهای برقی در دنیا علاقه بخش خصوصی و حتی برخی از بخش‌های دولتی به این صنعت کوچک به طور قابل‌توجهی افزایش یافته است. بنابراین کشور باید در حوزه فناوری‌های پایه، تهیه مواد اولیه، تغلیظ و تهیه گریدهای باتری توانمند باشد.

انتهای پیام/۴۰۲۱/