دانگ‌فنگ تولید انبوه باتری‌های حالت جامد ۱۰۰۰ کیلومتری خودروهای برقی را در ۲۰۲۶ آغاز می‌کند

تصور رایج در سراسر بخش خودروسازی این بود که باتری‌های حالت جامد خودروهای برقی، فناوری‌ای هستند که همیشه «پنج سال دیگر» به بازار می‌آیند و برای همیشه در مراحل آزمایشی آزمایشگاهی و مقالات تئوری محبوس خواهند ماند. فرض بر این بود که مقیاس‌دهی این مواد شیمیایی پیشرفته برای تولید انبوه، حداقل یک دهه بازآفرینی زنجیره تأمین و هزینه‌های سرمایه‌ای نیاز دارد. اکنون شواهد از پایگاه صنعتی چین این جدول زمانی را اصلاح می‌کند. انتقال به ذخیره‌سازی انرژی حالت جامد، به جای یک افق دوردست، فعالانه در برنامه‌های تولید کوتاه‌مدت ادغام می‌شود و برنامه‌ریزی زیرساختی برای نسل بعدی حمل‌ونقل جهانی را به طور اساسی تغییر می‌دهد.[1][2]

شرکت دانگ‌فنگ رسماً تولید انبوه و ادغام باتری حالت جامد نسل بعدی خود در خودروها را برای نیمه دوم سال ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی کرده است. این یک نمایش محدود آزمایشگاهی یا یک پیش‌بینی تئوری نیست؛ این خودروساز قبلاً یک خط تولید آزمایشی با ظرفیت ۰.۲ گیگاوات ساعت را برای تأیید فرآیند تولید در مقیاس بزرگ، راه‌اندازی و عملیاتی کرده است. دانگ‌فنگ با انتقال مستقیم این فناوری از مرحله تحقیق به خط مونتاژ، شتابی را در جدول زمانی بخش خودروسازی جهانی ایجاد می‌کند و معیار رقابت را از ویژگی‌های نرم‌افزاری به علم مواد بنیادی بازمی‌گرداند.[3][4]

جهش فنی حول محور یک ساختار کامپوزیت اکسید-پلیمری متمرکز است که جایگزین الکترولیت‌های مایع بسیار قابل اشتعال موجود در سلول‌های لیتیوم-یون معمولی می‌شود. این تغییر ساختاری، محدودیت‌های حرارتی و حجمی طراحی خودروهای برقی را به طور اساسی دگرگون می‌کند. الکترولیت‌های مایع برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و فرار حرارتی در طول شارژ سریع یا ضربه فیزیکی، به سیستم‌های مدیریت حرارتی سنگین و پیچیده و محفظه‌های زرهی نیاز دارند. با استفاده از یک محیط جامد پایدار، مهندسان می‌توانند مواد فعال بسیار بیشتری را در همان فضای فیزیکی جای دهند و در عین حال، پوشش محافظ سنگینی را که باتری‌های سنتی طلب می‌کنند، حذف نمایند.[2][5]

نتایج کمی این تغییر ساختاری برای تولیدکنندگان و رانندگان قابل توجه است. سلول‌های جدید دانگ‌فنگ به چگالی انرژی ۳۵۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg) دست می‌یابند، معیاری که فراتر از مرزهای نظری مواد شیمیایی تجاری فعلی است. این چگالی امکان پیمایش بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر (۶۲۰ مایل) با یک بار شارژ را فراهم می‌کند و به طور مؤثری نگرانی در مورد برد مسافتی را که مانع اصلی پذیرش گسترده خودروهای برقی بوده است، خنثی می‌کند. علاوه بر این، بسته باتری حالت جامد تقریباً ۳۰ درصد سبک‌تر از معادل الکترولیت مایع معمولی است که جرم کلی خودرو را کاهش داده و در نتیجه دینامیک ترمز، سایش تایر و کارایی کلی شاسی را بهبود می‌بخشد.[1][2]

فراتر از برد مسافتی خام، ساختار حالت جامد به محدودیت‌های عملیاتی شدیدی که خودروهای برقی در آب و هوای شدید با آن مواجه هستند، رسیدگی می‌کند. کاهش برد در زمستان مدت‌هاست که یک آسیب‌پذیری سیستمی برای اپراتورهای ناوگان و مصرف‌کنندگان در عرض‌های جغرافیایی شمالی بوده است، جایی که دمای انجماد مقاومت داخلی باتری را افزایش داده و ظرفیت قابل استفاده را تا نصف کاهش می‌دهد. در طول آزمایش‌های زمستانی دقیق در موهه، شمالی‌ترین شهر چین، نمونه‌های اولیه حالت جامد دانگ‌فنگ مقاومت حرارتی قابل توجهی از خود نشان دادند. حتی زمانی که دمای محیط به منفی ۳۰ درجه سانتیگراد (منفی ۲۲ درجه فارنهایت) کاهش یافت، باتری بیش از ۷۴ درصد از شارژ الکتریکی خود را حفظ کرد و برد عملکردی را حفظ نمود که سیستم‌های مبتنی بر مایع به سادگی نمی‌توانند تحت تنش حرارتی مشابهی با آن برابری کنند.[2][5][6]

معیارهای ایمنی مرتبط با طراحی اکسید-پلیمری، یک ارتقاء حیاتی برای زیرساخت‌های حمل‌ونقل و پروتکل‌های واکنش اضطراری محسوب می‌شود. از آنجایی که الکترولیت جامد ذاتاً غیرقابل اشتعال است، خطر احتراق ناگهانی پس از برخورد با سرعت بالا، در سطح شیمیایی به طور ساختاری کاهش می‌یابد. در طول آزمایش‌های فشرده‌سازی فیزیکی شدید، سلول‌های باتری حتی پس از اینکه ماشین‌آلات سنگین شکل آن‌ها را تا ۵۰ درصد تغییر دادند، کاملاً عملیاتی باقی ماندند. در آزمایش‌های جداگانه تحمل حرارتی، قطعات در معرض حرارت مستقیم ۱۷۰ درجه سانتیگراد (۳۳۸ درجه فارنهایت) قرار گرفتند بدون اینکه هیچ نشانه‌ای از دود یا آتش از خود نشان دهند، که به طور قابل توجهی فراتر از استانداردهای ملی فعلی تست ایمنی خودرو است.[1][5]

نکته مهم این است که دانگ‌فنگ مسیر اکسید-پلیمری را به طور خاص به دلیل سازگاری آن با زیرساخت‌های صنعتی موجود انتخاب کرد و از مشکلات مواد شیمیایی غیرمعمول‌تر اجتناب نمود. در حالی که سایر انواع حالت جامد، مانند سیستم‌های مبتنی بر سولفید، عملکرد بالایی ارائه می‌دهند، اغلب به محیط‌های تولیدی کاملاً جدید و بسیار تخصصی نیاز دارند که به شدت به رطوبت حساس بوده و مقیاس‌دهی آن‌ها دشوار است. کامپوزیت اکسید-پلیمری بر یک زنجیره تأمین مواد خام بالغ متکی است و می‌تواند تا حد زیادی در تجهیزات تولید باتری موجود ادغام شود. این رویکرد عمل‌گرایانه به علم مواد به این خودروساز اجازه می‌دهد تا به خودکفایی کامل در فناوری‌های اصلی، از ساخت الکترود تا ادغام کامل بسته باتری، دست یابد، بدون اینکه منتظر بلوغ یک زنجیره تأمین موازی بماند.[1][5]

پیامدهای پایین‌دستی این استقرار در طول دهه آینده در بخش‌های انرژی و حمل‌ونقل جهانی موج خواهد زد. با ورود خودروهایی با قابلیت پیمایش ۱۰۰۰ کیلومتر به بازار مصرف، الگوهای استفاده از زیرساخت‌های شارژ عمومی به طور اساسی تغییر خواهد کرد. رانندگان در سفرهای طولانی به توقف‌های شارژ بسیار کمتری نیاز خواهند داشت، که به طور بالقوه ازدحام شدید در ایستگاه‌های شارژ سریع بزرگراهی در دوره‌های اوج سفر را کاهش می‌دهد، در حالی که همزمان تقاضا برای شارژ با ظرفیت بالا در مقصد افزایش می‌یابد. دانگ‌فنگ با اثبات اینکه فناوری حالت جامد می‌تواند در مقیاس تولید شود، معیار جدیدی را تعیین می‌کند که خودروسازان قدیمی را مجبور می‌کند تا یا جدول زمانی حالت جامد خود را تسریع کنند یا خطر منسوخ شدن ساختاری را بپذیرند.[3][4]