إن السباق العالمي لبناء بطاريات أفضل للسيارات الكهربائية لديه هدف جديد. أعلنت شركة Contemporary Amperex Technology Co. Limited، المعروفة باسم CATL، عن تغيير كبير في خططها البحثية طويلة المدى. تركز الشركة المصنعة للبطاريات الصينية الآن على تقنية الليثيوم والهواء مع كثافة طاقة قصوى نظرية تتطابق مع كثافة طاقة البنزين.
جاء هذا الإعلان من وو كاي، كبير العلماء في CATL، خلال منتدى تمكين الأمة لعام 2026. وشارك وو، وهو أيضًا عضو في الأكاديمية الصينية للهندسة، استراتيجية الشركة علنًا لأول مرة، مشيرًا إلى المكان الذي تعتقد الشركة المصنعة للبطاريات العملاقة أن المرحلة التالية من المنافسة في السوق العالمية ستحدث فيه.
تستخدم بطاريات الليثيوم أيون القياسية في السيارات الكهربائية مركبات معدنية ثقيلة. تحتوي هذه المركبات عادة على النيكل والكوبالت والمنغنيز لاحتواء أيونات الليثيوم. تعمل تصميمات الليثيوم والهواء على إزالة هذه المواد الثقيلة. بدلاً من ذلك، يستخدمون أنود معدن الليثيوم ويأخذون الأكسجين مباشرة من الهواء المحيط ليكون بمثابة متفاعل الكاثود. ولأنها تسحب الأكسجين من البيئة، يطلق عليها الباحثون اسم "البطاريات القابلة للتنفس". يعمل هذا الإعداد على تقليل الوزن الإجمالي والتعقيد الداخلي لخلايا البطارية.
تشرح الرياضيات وراء هذه التكنولوجيا سبب اهتمام الشركات المصنعة للبطاريات. الحد النظري لكثافة الطاقة لأنظمة هواء الليثيوم هو 12000 واط ساعة/كجم. يبلغ معدل البنزين حوالي 13000 واط/كجم، وقد وصلت النماذج الأولية للبطاريات المعملية الحديثة إلى أكثر من 1200 واط/كجم. وهذا الرقم الأخير أعلى بأربع مرات من السعة التي تتراوح بين 250 إلى 270 واط/كجم الموجودة في السيارات الكهربائية السائدة اليوم. كما أنه يضاعف الهدف المتوقع وهو 500 واط/كجم من بطاريات الحالة الصلبة القادمة.
وإذا تمكنت شركات التصنيع من إنتاج هذه المكونات بكميات كبيرة بنجاح، فإن نطاق القيادة القياسي للسيارات الكهربائية سوف يتغير بشكل كبير. يمكن أن تصبح السيارات التي يزيد مداها عن 1600 كيلومتر بالشحنة الواحدة عادية. وهذا من شأنه أن يحل بشكل فعال المخاوف المتعلقة بمسافة القيادة التي تبقي العديد من المشترين بعيدًا عن السيارات الكهربائية.
فكر العلماء لأول مرة في مفهوم الليثيوم-الهواء في السبعينيات، لكن المشاكل الهندسية منعت الشركات من استخدام التكنولوجيا في المركبات الحقيقية لعقود من الزمن. المكونات حساسة للغاية للرطوبة وثاني أكسيد الكربون في الهواء. عانت النماذج الأولية أيضًا من ضعف استقرار المحفز وقصر عمره. ولكن تم إحراز الكثير من التقدم، وبدأت أحدث المشاريع الأكاديمية في حل هذه القضايا.
أظهر مشروع مشترك بين جامعة إلينوي شيكاغو، ومختبر أرجون الوطني، وجامعة ولاية كاليفورنيا، نورثريدج، بطارية ليثيوم-هواء عاملة في عام 2024. وقد تمكن هذا النموذج الأولي من إدارة أكثر من 700 دورة في بيئة تحاكي الهواء الطبيعي. بحلول عام 2025، تعاون مختبر أرجون الوطني مع معهد إلينوي للتكنولوجيا لبناء نموذج أولي جديد. حققت هذه الوحدة مستوى كثافة طاقة يبلغ 1200 واط ساعة/كجم واستمرت لمدة 1000 دورة شحن في درجة حرارة الغرفة القياسية. ولا يتوقع الخبراء أن يكون هذا التصميم المحدد جاهزًا للمركبات الحقيقية إلا بعد عام 2030.
لدى CATL تاريخ في تحويل المفاهيم الكيميائية البديلة إلى منتجات فعلية. قدمت الشركة تصميمًا لبطارية أيون الصوديوم في عام 2020، والآن أصبحت هذه البطاريات قيد الإنتاج الضخم بالفعل، حيث قامت شركات صناعة السيارات بتركيبها في العديد من نماذج المركبات الجديدة. تشمل هذه الطرازات GAC Aion UT وChangan Oshan 520. وتستخدم ماركات السيارات الأخرى مثل Geely وChery وFAW أيضًا عبوات أيونات الصوديوم هذه لخفض أسعار السيارات الكهربائية الأصغر حجمًا.
يُظهر إعلان الليثيوم إير الجديد كيف تخطط الشركة لتقسيم جدولها الزمني إلى ثلاثة أجزاء متميزة. وتتمثل الخطة قصيرة المدى في تلبية متطلبات السوق الحالية باستخدام تصميمات البطاريات الحالية والناضجة. على المدى المتوسط، ستعمل شركة CATL على تحسين تجربة قيادة السيارات الكهربائية المتميزة من خلال طرح حزم الحالة الصلبة. على المدى الطويل، يتمحور الأمر حول تعظيم قدرات تخزين الطاقة من خلال تسويق تكنولوجيا الليثيوم والهواء.
تميل موازين الأعمال لصالح الشركة المصنعة الصينية عندما تبدأ هذا البحث طويل المدى. تمتلك CATL أكبر حصة سوقية في العالم لكل من بطاريات الطاقة وأنظمة تخزين الطاقة الثابتة. وفي قطاع السيارات، حصلت الشركة على حصة سوقية تبلغ 47.0% في أبريل 2026. وعلى جانب تخزين الطاقة، باعت الشركة 121 جيجاوات/ساعة من بطاريات التخزين على مدار عام 2025. وقد منحها هذا الحجم حصة سوقية عالمية تبلغ 30.4%، مما يبقيها في المركز الأول عالميًا لمدة خمس سنوات متتالية.
