گسترش خودروهای برقی با استهلاک باتری

با کاهش اخیر قیمت باتری، هزینه خرید منابع اولیه و ساخت برخی خودروهای برقی در سال‌های اخیر تقریباً با مدل‌های بنزینی برابری می‌کند. از سوی دیگر، یارانه های دولتی قابل توجهی برای خریداران خودروهای الکتریکی وجود دارد: از جمله وام فدرال تا سقف 7500 دلار برای خریداران واجد شرایط. بر اساس گزارش وال استریت ژورنال، اگرچه بسیاری از خودروهای الکتریکی هنوز هم قیمت های بالاتری نسبت به رقبای بنزینی خود دارند، اما این فاصله در حال کاهش است. اکنون، با توجه به صرفه جویی قابل توجهی که خودروهای برقی در هزینه های سوخت و تعمیر و نگهداری ارائه می دهند، می توانند تفاوت هزینه اولیه را برای برخی خودروها در 2 تا 5 سال اول جبران کنند. یکی از دلایل کاهش قیمت باتری ها به پیشرفت فناوری شارژ و دسترسی عمومی به ایستگاه های شارژ مربوط می شود. با این حال، دلیل اصلی کاهش شکاف هزینه مربوط به کاهش قیمت تولید باتری است. باتری گران ترین جزء خودروهای برقی و دلیل اصلی گرانی این خودروها است.

می توان به دو عامل اصلی موثر در کاهش هزینه باتری اشاره کرد و صرفه جویی در مقیاس در راس آن قرار دارد. عملکرد تولیدکنندگان داخلی و بین المللی در تولید باتری به طور قابل توجهی بهبود یافته است. نتایج مطالعه‌ای که توسط شرکت تحقیقات بازار «آدامز اینتلیجنس» انجام شده است به تولید تقریباً 20 میلیون خودرو در سال 2023 اشاره می‌کند که دلیل آن بهبود فرآیند تولید باتری در دهه گذشته است.

از روزهای اولیه خودروهای برقی، منتقدان و موافقان این بحث را مطرح کردند که تا زمانی که خودروهای برقی قیمتی به اندازه خودروهای بنزینی نداشته باشند، بعید بود که جایگزین خودروهای موجود شوند. در طول سال ها، با توجه به اهمیت زیاد باتری ها، تاکید ویژه ای بر کاهش هزینه ها در این زمینه شده است. از طریق پروژه‌های گسترده، دانشمندان و مهندسان نه تنها راه‌حل‌هایی برای ارزان‌تر کردن باتری‌ها پیدا کرده‌اند، بلکه در تلاش هستند تا انواع جدیدی از باتری‌ها را تولید کنند که به قطعات ارزان‌تر نیاز دارند. از جمله این باتری های نسل جدید می توان به باتری های پایه آهنی و معروف به LFP در بازار اشاره کرد به طوری که در حال حاضر در برخی مدل ها توسط تسلا و در آینده توسط فولکس واگن و فورد استفاده می شود. در باتری‌های آهنی از فلزاتی مانند نیکل و کبالت استفاده نمی‌شود که هزینه ساخت باتری‌ها را افزایش می‌دهد. به گفته Ryan Castilloux، مدیر عامل Adams Intelligence، در حالی که سهم جهانی باتری‌های بدون نیکل و بدون کبالت افزایش یافته است، قیمت این عناصر از کنترل خارج نشده است. باتری‌های آهنی در حال حاضر حدود یک سوم باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی در سراسر جهان را تشکیل می‌دهند و انتظار می‌رود سهم بازار آنها همچنان به رشد خود ادامه دهد.

دوستان انقلاب ماشین های الکتریکی

شرایط آشفته و متلاطم بازار در چند سال گذشته این نگرانی را ایجاد کرده است که انقلاب خودروهای الکتریکی برای چندین دهه به تعویق بیفتد. در همان زمان، چندین رویداد مهم در بازار رخ داد. اول، منابع جدیدی از مواد معدنی حیاتی مورد نیاز برای باتری ها وارد بازار شده است. درست زمانی که اقتصاد جهانی روزهای کندی را تجربه می کرد و مصرف کنندگان از خرید وسایل نقلیه جدید و لوازم الکترونیکی مصرفی خودداری می کردند.

در عین حال، صنعت خودروسازی به سرعت باتری‌های معمولی مورد استفاده در سراسر جهان را با فناوری باتری‌های مبتنی بر آهن جایگزین کرده است. باتری های آهنی همیشه حاوی لیتیوم هستند، اما چون نیازی به نیکل یا کبالت ندارند، تحت تاثیر نوسانات قیمت این فلزات قرار نمی گیرند. اولین تحقیقی که باتری مبتنی بر آهن را ممکن کرد توسط Arumugam Manthiram در اواسط دهه 1980 در آکسفورد و در دانشگاه تگزاس، آستین، در آزمایشگاه‌های جان گودناف، که برنده جایزه نوبل در سال 2019 شد، انجام شد. جایزه در شیمی برای تحقیقاتی بود که منجر به توسعه باتری‌های مدرن یونیلیتیوم شد. گفته می‌شود دلیل اینکه دکتر Manthiram روی فناوری باتری‌های مبتنی بر آهن کار می‌کرد این بود که حتی در اواسط دهه 1980 پیش‌بینی کرد که اگر باتری‌ها به جریان اصلی ذخیره‌سازی انرژی تبدیل شوند، کاملاً ممکن است نیکل و کبالت کافی برای ذخیره‌سازی انرژی وجود نداشته باشد. آنها را بسازند.

در حالی که دکتر Manthiram دانش شیمیایی مورد نیاز برای تولید باتری‌های مبتنی بر آهن را فراهم کرد، این تولیدکنندگان باتری در چین بودند که با کمک یارانه‌های دولتی بزرگ، ظرفیت تولید را برای تولید آنها در مقیاس بزرگ توسعه دادند. باتری‌های آهنی در حال حاضر انرژی اکثر خودروهای الکتریکی در چین را تامین می‌کنند و می‌توان آن‌ها را برای مدل‌های خاص تسلا در ایالات متحده سفارشی ساخت. همچنین فورد واردات انبوه آنها را از چین آغاز کرده و قصد دارد از این باتری ها در برخی از خودروهای تولیدی خود استفاده کند. این شرکت با وام 3.5 میلیارد دلاری با کمک شرکت چینی “Contemporary Amprox Technology” با تاسیس کارخانه تولید باتری آهن در میشیگان موافقت کرده است.

یکی از دلایلی که انتظار می رود در آینده خودروهای الکتریکی هر دو مدل باتری معمولی و باتری آهنی نقش داشته باشند، نقاط قوت و ضعف متفاوت هر یک از این دو نوع است. باتری‌های معمولی که از نیکل و کبالت استفاده می‌کنند و باتری‌های اصلی مورد استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی و اکثر خودروهای الکتریکی در آمریکا هستند، ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی بیشتری دارند که به این معنی است که خودروها می‌توانند با استفاده از این باتری‌ها قدرت بیشتری داشته باشند. از طرفی باتری‌های آهنی ارزان‌تر و بادوام‌تر هستند که به معنای افزایش عمر مفید باتری‌ها است.