جنرال موتورز وبطاريات الليثيوم الغنية بالمنغنيز: ثورة في عالم السيارات الكهربائية

جهود جنرال موتورز في تطوير البطاريات

في مختبرات جنرال موتورز المتقدمة: الواقعة في ضواحي ديترويت، يعمل خبراء ومهندسو البطاريات على فهم وتحسين بطاريات أيون الليثيوم. يقومون بمحاكاة ظروف استخدام قاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة في الصحاري، والبرودة القارسة في المناطق القطبية، والرطوبة العالية في الغابات الاستوائية، بالإضافة إلى اختبار دورات شحن وتفريغ مكثفة. هذه القدرات تتيح لشركة جنرال موتورز محاكاة أداء البطارية على مدى 10 سنوات و250 ألف ميل من القيادة الواقعية في غضون ستة أشهر فقط، مما يسرّع من تطوير تكنولوجيا البطاريات الكهربائية.

تحديات تواجه صناعة السيارات الكهربائية

تحديات كبيرة: تواجه صناعة السيارات الكهربائية حاليًا. يعود ذلك جزئيًا إلى استمرار ارتفاع تكاليف السيارات الكهربائية. إضافة إلى ذلك، هناك تراجع في لوائح مكافحة التلوث ومعايير اقتصاد الوقود، مما يدفع صانعي السيارات للتركيز مجددًا على المركبات التقليدية التي تعمل بالوقود الأحفوري. وقد تفاقمت هذه التحديات مؤخرًا بإلغاء الإعفاءات الفيدرالية للسيارات النظيفة بقيمة 7,500 دولار، والتي كانت عنصر جذب أساسيًا لمشتري السيارات الكهربائية ومحفزًا للمبيعات لشركات مثل جنرال موتورز. وقد أسفر هذا الإلغاء عن خسارة قدرها 1.6 مليار دولار في أرباح جنرال موتورز للربع الثالث.

الكشف عن بطاريات الليثيوم الغنية بالمنغنيز (LMR)

التزام راسخ: تواصل جنرال موتورز تطوير تكنولوجيا البطاريات الكهربائية. وفي مركزها الفني الشاسع، تكشف جنرال موتورز عن ابتكارها الرائد للقرن الحادي والعشرين: بطاريات الليثيوم الغنية بالمنغنيز (LMR). تُعد بطاريات LMR نوعًا متقدمًا من بطاريات أيون الليثيوم، حيث تتميز باحتواء الكاثود على نسبة عالية من المنغنيز، مما يوفر توازنًا مثاليًا بين كثافة الطاقة العالية والتكلفة المنخفضة، مع تعزيز جوانب الأمان (S&P Global, July 18, 2025).

مزايا وأهداف بطاريات LMR

تفوق LMR: تؤكد جنرال موتورز أن بطاريات LMR الاقتصادية والأكثر استدامة ستتفوق بشكل حاسم على أفضل أنواع بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) الصينية – التي تُعد الحل المفضل عالميًا حاليًا للتكلفة المنخفضة نظرًا لأمانها وعمرها الافتراضي الطويل (IEEE Spectrum, August 5, 2025). ومن المتوقع أن توفر خلايا الشركة الجديدة نطاق قيادة أطول بمقدار الثلث من بطاريات LFP، وبتكلفة مماثلة تقريبًا. تهدف جنرال موتورز إلى تقديم نطاق يصل إلى 400 ميل وفقًا لتقديرات وكالة حماية البيئة من أكبر سياراتها الرياضية متعددة الاستخدامات والشاحنات الصغيرة عند طرح هذه البطاريات في عام 2028. كما ستوفر لجنرال موتورز ما لا يقل عن 6,000 دولار لكل حزمة بطارية، مقارنة بالخلايا عالية النيكل باهظة الثمن اليوم.

تصريحات كورت كيلتي: يعتبر كورت كيلتي، نائب رئيس جنرال موتورز للبطاريات والدفع والاستدامة، أن بطاريات LMR تمثل نقلة نوعية حقيقية في الصناعة، بعيدًا عن الوعود التي تظل حبيسة المختبرات. وقد أمضى كيلتي حياته المهنية في هذا المجال، حيث كان في سوني عام 1991 عندما طرحت الشركة أول مسجل فيديو ببطارية أيون الليثيوم، وأمضى 11 عامًا في قيادة تقنيات البطاريات في تسلا. ويؤكد أن هذه البطاريات متوازنة الكيمياء وتقدم طاقة عالية دون التضحية بدورة الحياة أو التكلفة.

استثمارات جنرال موتورز وسلسلة التوريد الأمريكية

استثمارات ضخمة: تستثمر جنرال موتورز حاليًا 900 مليون دولار لبناء مركزين جديدين للبطاريات، بالإضافة إلى أكثر من 5 مليارات دولار تم استثمارها بالفعل في عمليات البطاريات في الولايات المتحدة. يمكن أن تساعد بطاريات LMR في تجاوز تفوق الصين الحالي من خلال الاعتماد على سلسلة توريد أمريكية. فمع أن تقنية LFP الحائزة على جائزة نوبل طُوّرت في جامعة تكساس، إلا أن الشركات الأمريكية تهاونت، مما سمح للصين بالاستفادة من براءات الاختراع المنتهية الصلاحية لبناء إمبراطورية LFP. وتؤكد جنرال موتورز أنها باستخدام LMR، يمكنها تجاوز أداء LFP مع الحفاظ على تكلفة مماثلة.

التغلب على "تلاشي الجهد" في بطاريات LMR

تلاشي الجهد: لقد كانت تقنية LMR موجودة منذ عقد من الزمان، ولكن الباحثين لم يتمكنوا من التغلب على مشكلات الجهد التي كانت تتلاشى بمرور الوقت، والمعروفة باسم "تلاشي الجهد" (Voltage Fade)، والتي تؤدي إلى انخفاض تدريجي في الطاقة المتاحة وعمر البطارية (General Motors News, May 13, 2025). وبعد تسريع تطويرها منذ خمس سنوات، بدأت GM بخلايا بحجم العملة المعدنية، وتمكنت من حل مشكلات المتانة وتطويرها تدريجيًا إلى عامل شكل موشوري أكبر – أكوام من الخلايا الرقيقة، بحجم حافظة الكمبيوتر المحمول تقريبًا – والتي ستستخدم في المركبات.

فورد وابتكارات البطاريات المشابهة

تطور مماثل: تعمل شركة فورد أيضًا على تطوير كيمياء بطاريات الليثيوم الغنية بالمنغنيز (LMR)، بهدف طرح سيارات كهربائية بمدى أطول وتكلفة معقولة بحلول نهاية العقد. ويشير ذلك إلى اتجاه واسع في الصناعة نحو حلول بطاريات أكثر استدامة وفعالية (MachEforum, April 24, 2025).

استراتيجية جنرال موتورز الحالية للبطاريات

رهان GM المبكر: لقد راهنت GM مبكرًا على بناء بطارياتها عالية النيكل (NCM) الخاصة بها، وهي الأكثر كثافة للطاقة وتُستخدم حاليًا في جميع السيارات الكهربائية تقريبًا في أمريكا. وبالشراكة مع LG Energy Solution، تنتج GM الآن عددًا أكبر من خلايا أيون الليثيوم مقارنة بأي مصنع سيارات آخر في أمريكا الشمالية.

الكيمياء وراء بطاريات LMR

بطاريات LMR: تُعد حلاً وسطًا مبتكرًا، حيث تستخدم جرعة صحية من المنغنيز الوفير، مما يضحي بنطاق متواضع فقط مقارنة بأقوى تصميمات البطاريات عالية النيكل، ولكنها أرخص بكثير وتتفوق على نطاق قيادة وأداء LFP. ففي حين تحتوي بطاريات NCM اليوم على ما يصل إلى 85% نيكل و10% منغنيز و5% كوبالت في الكاثود، فإن بطاريات LMR تعكس ذلك، حيث تحتوي الكاثودات على ما يصل إلى 70% منغنيز، و30% نيكل، و2% أو أقل من الكوبالت (TechCrunch, May 13, 2025). ويُعتبر المنغنيز رخيص الثمن للغاية، مما يوفر فائدة كبيرة من حيث المواد الخام.

الكفاءة والتوجهات المستقبلية

كفاءة التطوير الداخلي: تؤكد GM أن عملياتها الداخلية لتطوير البطاريات يمكن أن تقلل من الوقت اللازم لطرح بطاريات جديدة في صالات العرض لمدة عام كامل، بتكاليف أقل وجودة أعلى. وقد قللت الشركة من وقت اختبار البطاريات الجديدة بنسبة 60%، وتستخدم التوائم الرقمية والنمذجة الافتراضية لمحاكاة مئات السيناريوهات الواقعية.

خطط GM المستقبلية: لا تزال GM تخطط لاستخدام بطاريات LFP في الموديلات منخفضة التكلفة وذات النطاق الأقل، وكذلك في تطبيقات تخزين الطاقة الثابتة. وفي ظل غياب الإعفاءات الحكومية، اختارت GM تحمل تكلفة 7,500 دولار بنفسها من خلال عروض التأجير المدعومة، للحفاظ على مبيعات السيارات الكهربائية. وشدد كيلتي على أن صناعة السيارات الكهربائية يجب أن تكون قادرة على الوقوف بمفردها دون دعم، وأن السيارات الكهربائية يمكن أن تتساوى بالفعل مع سيارات محركات الاحتراق الداخلي في التكلفة الإجمالية للملكية. وأضاف أنه بمجرد أن تصبح الأسعار الأولية متشابهة، فإن اللعبة ستنتهي لسيارات محركات الاحتراق الداخلي في معظم التطبيقات، لأن تجربة قيادة السيارة الكهربائية أفضل.