معدننیوز بررسی کرد:
نوآوری در ساخت باتری بدون مس؛ راهی برای مقابله با جهش قیمتها
با گذشت چند هفته از اعمال تعرفه ۵۰ درصدی بر واردات مس، قیمت این فلز تا حدی ثبات یافته، اما صنایع ذخیرهسازی انرژی باتری خود را برای افزایش قیمتها و اختلال در زنجیره تأمین در آینده نزدیک آماده میکنند. هرچند مس تصفیهشده موقتاً از این تعرفه معاف شده، اما محصولات نیمهساخته همچنان در معرض خطر باقی ماندهاند.
به گزارش معدننیوز، با گذشت چند هفته از اعمال تعرفه ۵۰ درصدی بر واردات مس، قیمت این فلز تا حدی ثبات یافته، اما صنایع ذخیرهسازی انرژی باتری خود را برای افزایش قیمتها و اختلال در زنجیره تأمین در آینده نزدیک آماده میکنند. هرچند مس تصفیهشده موقتاً از این تعرفه معاف شده، اما محصولات نیمهساخته همچنان در معرض خطر باقی ماندهاند.
مس نقش کلیدی در اجزای مختلف باتری، مانند سیمکشی و مبدلهای جریان، ایفا میکند؛ بهطور متوسط، یک باتری لیتیوم-یون تا ۱۵ درصد از وزن خود را مدیون مس است. با توجه به اینکه حدود نیمی از مصرف مس آمریکا از واردات تأمین میشود، فشار بر زنجیره تأمین و رشد هزینهها میتواند تولیدکنندگان باتری را با چالش جدی مواجه کند.
اما اگر ساخت این باتریها اساساً نیازی به مس نداشته باشد چه؟ این همان مسیری است که شرکت نوپای Sakuu در سیلیکونولی دنبال میکند. این شرکت بر فناوری چاپ افزودنی تکیه دارد که فناوری چاپ اسناد و چاپ سهبعدی را با کلکتورهای جریان پلیمری ترکیب میکند تا سامانههای ذخیرهسازی انرژی بدون استفاده از فلزات سنگین قابل تولید باشد.
کارل لیتاو، مدیر ارشد فناوری Sakuu، در گفتوگو با pv magazine USA توضیح داد: «ما میتوانیم ورقهای مس و آلومینیوم را حذف کنیم و به جای آنها از هادیهای سبکوزن پلیمری بهره ببریم. این کار دو تا از گرانترین و کمیابترین فلزات زنجیره تأمین را از معادله خارج میکند.»
به گفته او، باتری حاصل «همان عملکرد باتریهای متداول لیتیوم-یون را دارد» اما بدون استفاده از فلزات سنگین یا گرانقیمت. مزیت اصلی این رویکرد کاهش هزینه است؛ زیرا استفاده از مواد ارزانتر، بخشی از هزینه تولید را به شیوهای کمسابقه در صنعت باتری حذف میکند.
Sakuu از روش چاپ خشک برای ساخت لایه به لایه سلولها استفاده میکند و به این ترتیب میتواند معماریهای جدید باتری بسازد که نیاز به کلکتورهای جریان فلزی ندارد. برخلاف پوششدهی مرطوب که به مراحل خشککردن پرهزینه و انرژیبر نیاز دارد، چاپ خشک هزینههای سرمایهای و عملیاتی کارخانههای تولید انبوه را بهطور چشمگیری کاهش میدهد. همچنین، انعطافپذیری طراحی بالایی دارد و امکان ایجاد ساختارهای خاص در الکترودها را فراهم میکند تا تراکم انرژی سلولها افزایش یابد.
این فناوری از نظر شیمی سلولها نیز بیطرف است. لیتاو گفت: «بسیاری از استارتآپها سعی در جایگزینی لیتیوم-یون دارند، اما کسی روی بخش تولید کار نمیکند. ما تصمیم گرفتیم دقیقاً در این حوزه تمرکز کنیم.» این سیاست باعث شده معماری پلیمری Sakuu برای انواع شیمیهای باتری قابلکاربرد باشد، صرفنظر از اینکه کدام فناوری در نهایت غالب شود.
به گفته او، برخلاف بسیاری از فناوریهای پیشرفته که اغلب موجب افزایش قیمت باتری میشوند، این روش میتواند به کاهش هزینه تولید کمک کند. علاوه بر آن، حذف مس و آلومینیوم باعث افزایش ایمنی میشود، چرا که کلکتورهای جریان پلیمری خطر داغشدن یا اتصال کوتاه ندارند و در نتیجه احتمال آتشسوزی کمتر میشود. این ویژگی همچنین فرآیند بازیافت باتریهای مستعمل را سادهتر میکند، زیرا دمای موردنیاز برای بازیابی اکسیدها کاهش مییابد و حتی میتوان بهجای گرما از حلالها استفاده کرد.
Sakuu هنوز در حال افزایش مقیاس تولید است، اما لیتاو میگوید این شرکت از تجربیات صنایع چاپ دیگر بهره میبرد؛ جایی که چاپگرهای اسناد میتوانند صدها صفحه در دقیقه تولید کنند. انتقال همین اصل به تولید باتری میتواند به تولیدکنندگان امکان دهد بدون نیاز به راهاندازی فوری کارخانههای گیگافکتوری میلیارددلاری، به تدریج خط تولید خود را گسترش دهند.