الدليل الشامل لبطاريات السيارات الكهربائية: الأنواع، المزايا، العيوب، والأفضلية

تقرير شبكة السيارات الصينية : تعد البطاريات العنصر الأساسي في تشغيل السيارات الكهربائية، فهي المسؤولة عن تخزين وتوفير الطاقة اللازمة لتحريك السيارة. تطورت تكنولوجيا البطاريات بشكل هائل خلال العقد الماضي، وأصبحت توفر مدى أطول، وشحن أسرع، وكفاءة أعلى. في هذا التقرير، سنستعرض جميع أنواع بطاريات السيارات الكهربائية، ونحلل مزاياها وعيوبها، ونقارن بينها من حيث الأداء، التكلفة، والسلامة. كما سنتعرف على أكبر مصنّعي البطاريات في العالم حتى عام 2025.

أنواع بطاريات السيارات الكهربائية

1. بطاريات أيون الليثيوم (Li-ion)

الوصف

تعد بطاريات الليثيوم-أيون الأكثر استخدامًا في السيارات الكهربائية الحديثة نظرًا لكثافتها العالية للطاقة، حيث تبلغ حوالي 260-270 واط ساعة/كجم. وتتميز بسرعة الشحن، وعمرها الافتراضي الطويل، وكفاءتها العالية.

المزايا:

• كثافة طاقة عالية توفر مدى أطول.
• كفاءة شحن/تفريغ مرتفعة (>90%).
• وزن أخف مقارنة بالبطاريات الأخرى.

العيوب:

• حساسة للحرارة وتتطلب نظام تبريد فعال.
• إمكانية تعرضها للاشتعال في حالة سوء الاستخدام.

المصنعون الرئيسيون:

• CATL، BYD، LG Energy Solution، Panasonic، Samsung SDI.

2. بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP – LiFePO₄)

الوصف

تعتبر بطاريات LFP نوعًا من بطاريات الليثيوم، ولكنها أكثر أمانًا وأطول عمرًا، حيث تصل إلى 3000-5000 دورة شحن قبل أن تفقد سعتها بشكل ملحوظ.

المزايا:

• أكثر استقرارًا حراريًا وأمانًا.
• عمر افتراضي أطول من الليثيوم أيون التقليدي.
• تكلفة تصنيع أقل.

العيوب:

• كثافة طاقة أقل (~90-160 واط ساعة/كجم).
• تتطلب مساحة أكبر لتوفير نفس المدى.

المصنعون الرئيسيون:

• BYD، CATL، Gotion High-Tech، CALB.,Geely Ages.

3. بطاريات النيكل-هيدريد المعدني (NiMH)

الوصف

تستخدم هذه البطاريات في السيارات الهجينة، ولكنها أقل انتشارًا في السيارات الكهربائية بالكامل بسبب كثافتها المنخفضة للطاقة.

المزايا:

• متانة عالية وسجل أمان جيد.
• لا تحتوي معادن سامة.

العيوب:

• كثافة طاقة منخفضة (~60-120 واط ساعة/كجم).
• تفريغ ذاتي مرتفع نسبيًا.

المصنعون الرئيسيون:

• Toyota Primeearth EV Energy، Panasonic.

4. بطاريات الحالة الصلبة (Solid-State)

الوصف

تعد البطاريات الحالة الصلبة تكنولوجيا مستقبلية تعد بتحقيق كثافة طاقة أعلى (∼300 واط ساعة/كجم) وأمان محسّن بسبب عدم احتوائها على إلكتروليت سائل قابل للاشتعال.

المزايا:

• كثافة طاقة عالية جدًا.
• أمان محسّن وانخفاض خطر الاحتراق.
• عمر أطول.

العيوب:

• لم تصل بعد إلى الإنتاج التجاري الواسع.
• تكلفة تصنيع مرتفعة.

المصنعون الرئيسيون:

• Toyota، QuantumScape، Solid Power، CATL.

5. بطاريات حمض الرصاص (Lead-Acid)

الوصف

تُستخدم في بعض المركبات منخفضة السرعة أو كمصدر طاقة مساعد (12V) للملحقات في السيارات الكهربائية.

المزايا:

• تكلفة منخفضة جدًا.
• متوفرة بسهولة.

العيوب:

• كثافة طاقة منخفضة جدًا (~30-50 واط ساعة/كجم).
• عمر افتراضي قصير (~200-500 دورة شحن).

المصنعون الرئيسيون:

• Exide Technologies، GS Yuasa، Johnson Controls (Clarios).

6. بطاريات الصوديوم-أيون (Na-ion)

الوصف

تعد بطاريات الصوديوم-أيون بديلاً واعدًا لبطاريات الليثيوم، وتتميز بتوافر موادها الخام بكثرة وتكلفتها المنخفضة.

المزايا:

• تكلفة إنتاج أقل.
• أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة.

العيوب:

• كثافة طاقة أقل مقارنة ببطاريات الليثيوم (~100-160 واط ساعة/كجم).
• لا تزال في مراحل التطوير الأولية.

المصنعون الرئيسيون:

• CATL، Faradion، Tiamat.

7. بطاريات Li-NMC (ليثيوم-نيكل-منغنيز-كوبالت)

• النوع: بطارية ليثيوم أيون (Li-ion).
• الكيمياء: تستخدم الليثيوم مع النيكل والمنغنيز والكوبالت في الكاثود.
• الاستخدامات: السيارات الكهربائية الحديثة، تخزين الطاقة، والإلكترونيات المتقدمة.
• المزايا:
  • كثافة طاقة عالية (تخزن طاقة أكثر بحجم أقل).
  • أخف وزنًا وأداء أفضل.
  • مناسبة للسيارات الكهربائية بسبب كفاءتها العالية.
• العيوب:
  • تكلفة أعلى من بعض البطاريات الأخرى.
  • حساسة للحرارة وقد تحتاج لأنظمة تبريد متقدمة.

المصنعون الرئيسيون:

• CATL، LG Energy Solution، Panasonic,Samsung SDI and Others.

بطاريات مستقبلية

1. بطارية الحالة الصلبة (Solid-State Battery)

• تستخدم إلكتروليتًا صلبًا بدلًا من السائل المستخدم في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
• توفر كثافة طاقة أعلى مما يعني مدى أطول للمركبات الكهربائية.
• تتميز بأمان أعلى حيث تقلل من مخاطر الاحتراق أو الانفجار نتيجة التسرب الحراري.
• يُتوقع أن تكون أحد البدائل الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون في المستقبل.

2. بطارية الليثيوم والكبريت (Lithium-Sulfur Battery)

• تعتمد على الكبريت ككاثود بدلًا من أكاسيد المعادن التقليدية.
• تتميز بأنها أخف وزنًا وتوفر كثافة طاقة أعلى، مما قد يزيد من مدى السيارات الكهربائية بشكل كبير.
• تعتبر صديقة للبيئة وأرخص من بطاريات الليثيوم أيون، ولكنها تواجه تحديات مثل قصر عمر الدورة وانخفاض الاستقرار.

3. بطارية LMFP (Lithium Manganese Iron Phosphate)

• تطوير محسّن من بطاريات LFP (فوسفات الحديد الليثيوم) بإضافة المنغنيز إلى الكاثود.
• توفر كثافة طاقة أعلى مقارنة بـ LFP التقليدية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للسيارات الكهربائية.
• تتمتع بعمر طويل واستقرار حراري عالي، ما يجعلها أكثر أمانًا من بطاريات الليثيوم أيون العادية.

4. بطارية الصوديوم أيون (Sodium-Ion Battery)

• تعتمد على الصوديوم بدلًا من الليثيوم، مما يجعلها أرخص وأسهل إنتاجًا.
• توفر أداءً جيدًا في درجات الحرارة المنخفضة، لكنها لا تزال بحاجة إلى تحسينات في كثافة الطاقة.
• تعتبر خيارًا واعدًا للتطبيقات التي لا تتطلب كثافة طاقة عالية جدًا، مثل تخزين الطاقة الثابت.

5. بطارية الزنك والهواء (Zinc-Air Battery)

• تستخدم الأكسجين من الهواء بدلاً من الكاثود الصلب، مما يجعلها خفيفة الوزن.
• توفر كثافة طاقة عالية جدًا، ولكنها تواجه تحديات مثل إعادة الشحن الفعالة.

6. بطارية الجرافين (Graphene Battery)

• تعتمد على الجرافين لتسريع سرعة الشحن والتفريغ بشكل كبير.
• توفر كثافة طاقة عالية وعمر دورة أطول، ولكنها لا تزال قيد التطوير.

مقارنة بين أنواع البطاريات

قائمة أكبر 10 شركات تصنيع بطاريات السيارات الكهربائية (2025)

1. CATL (الصين) – 36.8% حصة السوق.
2. BYD (الصين) – 15.8%.
3. LG Energy Solution (كوريا) – 13.6%.
4. Panasonic (اليابان) – 6.4%.
5. SK On (كوريا) – 4.9%.
6. CALB (الصين) – 4.7%.
7. Samsung SDI (كوريا) – 4.6%.
8. Gotion High-Tech (الصين) – 2.4%.
9. EVE Energy (الصين) – 2.3%.
10. Sunwoda (الصين) – 1.5%.

تظهر هذه القائمة سيطرة الشركات الصينية على سوق بطاريات السيارات الكهربائية، حيث تستحوذ الشركات الصينية على أكثر من 60% من السوق العالمية.

أكثر البطاريات استخدامًا حاليًا في السيارات الكهربائية والهجينة (2025)

السيارات الكهربائية (EVs – Electric Vehicles)

🔹 1. بطاريات أيون الليثيوم (Li-ion) – الأكثر انتشارًا

• الاستخدام: تشكّل أكثر من 90% من البطاريات في السيارات الكهربائية الحديثة.
• السبب: توفر كثافة طاقة عالية، وزن خفيف، وعمر افتراضي جيد.
• أبرز المصنعين: CATL، LG Energy Solution، Panasonic، Samsung SDI، SK On.

🔹 2. بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP – LiFePO₄) – البديل الاقتصادي الأكثر شيوعًا

• الاستخدام: منتشرة بشكل متزايد، خاصة في السيارات الكهربائية الاقتصادية.
• السبب: تتميز بـ عمر أطول، أمان أعلى، وتكلفة أقل مقارنة ببطاريات Li-ion NMC.
• أبرز المصنعين: BYD، CATL، Gotion High-Tech، CALB.

🔹 3. بطاريات Li-NMC (ليثيوم-نيكل-منغنيز-كوبالت) – الأداء العالي

• الاستخدام: تُستخدم في السيارات الكهربائية الفاخرة أو التي تحتاج مدى أطول وأداء عالٍ.
• السبب: توفر كثافة طاقة أعلى من LFP، مما يتيح مدى قيادة أطول.
• أبرز المصنعين: CATL، LG Energy Solution، Panasonic، Samsung SDI.

السيارات الهجينة (HEVs & PHEVs – Hybrid & Plug-in Hybrid Vehicles)

🔹 1. بطاريات النيكل-هيدريد المعدني (NiMH) – المعيار القديم لكنه لا يزال مستخدمًا

• الاستخدام: كانت البطارية الأكثر استخدامًا في السيارات الهجينة التقليدية قبل انتشار الليثيوم أيون.
• السبب: توفر أمانًا عاليًا، ولكنها أثقل وأقل كفاءة من بطاريات الليثيوم.
• أبرز المصنعين: Toyota Primeearth EV Energy، Panasonic.

🔹 2. بطاريات أيون الليثيوم (Li-ion) – البديل الحديث في السيارات الهجينة

• الاستخدام: تُستخدم الآن بشكل أكبر في السيارات الهجينة القابلة للشحن (PHEVs) وبعض الطرازات الهجينة الحديثة.
• السبب: توفر وزنًا أخف، شحنًا أسرع، وكثافة طاقة أعلى مقارنة بـ NiMH.

🔹 3. بطاريات LFP (فوسفات الحديد الليثيوم)

• بطاريات LFP أكثر استقرارًا حراريًا من بطاريات Li-NMC، مما يقلل خطر ارتفاع الحرارة أو الاحتراق.
• تصل دورة شحن بطاريات LFP إلى 3000-5000 دورة شحن، وهو أعلى من بطاريات Li-NMC و NiMH.
• لا تحتوي على الكوبالت أو النيكل، مما يجعلها أرخص وأقل عرضة لتقلبات الأسعار.
• توفر كفاءة شحن وتفريغ مقبولة، لكنها أقل كثافة طاقية من Li-NMC.

الاتجاهات المستقبلية

• زيادة انتشار بطاريات LFP في السيارات الاقتصادية بسبب تكلفتها المنخفضة وأمانها العالي.
• استمرار استخدام بطاريات Li-NMC في السيارات ذات المدى الأطول والأداء العالي.
• تراجع بطاريات NiMH لصالح الليثيوم أيون في السيارات الهجينة.
• ظهور بطاريات الحالة الصلبة (Solid-State) في نهاية العقد، مما قد يُحدث ثورة في الصناعة.

سعر البطاريات

انخفض متوسط تكاليف البطارية بنسبة 90٪ منذ عام 2010 بسبب التقدم في كيمياء البطاريات والتصنيع. تمثل البطاريات جزءا كبيرا من التكلفة الإجمالية للسيارة الكهربائية ، وغالبا ما تمثل ما يصل إلى 30-40٪ من السعر الإجمالي للسيارة. ومع ذلك ، فإن تكلفة بطاريات EV تتناقص بشكل مطرد على مر السنين بسبب التقدم في التكنولوجيا ووفورات الحجم والتحسينات في عمليات التصنيع. تأتي بطاريات EV عادة مع ضمانات تغطي عددا معينا من السنوات أو الأميال ، مما يعكس الثقة في متانتها وموثوقيتها بمرور الوقت.

استبدال البطاريات  Battery swapping

تبديل البطارية هي تقنية سيارة كهربائية تسمح للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية باستبدال حزمة بطارية فارغة الشحن بسرعة بأخرى جديدة مشحونة بالكامل ، كبديل لإعادة شحن السيارة عبر محطة شحن. تبديل البطارية شائع في تطبيقات الرافعة الشوكية الكهربائية.

حاليا ، تدير شركة Gogoro المصنعة للسكوتر الكهربائي التايواني أكبر شبكة مبادلة للبطاريات للدراجات الكهربائية ، مع ما يقرب من 11000 GoStations في تايوان ، و 250 في البر الرئيسي للصين.  شركة صناعة السيارات الفاخرة الصينية Nio هي المشغل الرئيسي الوحيد لمحطات تبديل بطاريات السيارات للجمهور. قامت الشركة ببناء حوالي 2250 محطة تبديل البطاريات في جميع أنحاء الصين وأوروبا ، وتستغرق العملية ثلاث دقائق من البداية إلى النهاية.

ماذا عن قلق الملاك والمقبلين على شراء السيارات الكهربائية من انتهاء عمر البطارية بعد الضمان؟

وفقا لتقارير المستهلكين ، فإن عمر البطارية هو الشاغل الأول لأصحاب السيارات الكهربائية ، أو أولئك الذين يفكرون في شراء سيارة كهربائية. يعد عدم اليقين بشأن متوسط العمر المتوقع للبطارية عائقا شائعا أمام شراء سيارة كهربائية. وليس من المستغرب أن يكون استبدال البطارية هو أكبر حساب منفرد لمالكي المركبات الكهربائية ، إذا لم يعد مشمولا بضمان الشركة المصنعة.

توفر معظم شركات صناعة السيارات فترة ضمان من 8 إلى 10 سنوات أو 160,000 ألف كيلومتر على بطارياتها. لكن بطارية EV يمكن أن تدوم أكثر من فترة ضمان الشركة المصنعة لمدة تصل إلى 20 عاما وهي الرقم الذي قد لا يعلمه البعض.

تفقد جميع البطاريات السعة والأداء بمرور الوقت. تدهور البطارية هو عملية طبيعية تقلل بشكل دائم من كمية الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها ، أو مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها. سوف تتحلل البطارية أيضا عندما تكون متوقفة لفترات طويلة من الزمن ولا تستخدم. العوامل الشائعة التي تؤثر على صحة بطارية ليثيوم أيون:

• الوقت (عامل الوقت والزمن مع مرور السنوات)
• درجات حرارة عالية
• التمدد الحراري والانكماش بسبب تقلبات درجات الحرارة
• التشغيل في حالة الشحن العالية والمنخفضة (الوقت المستغرق في حالة الشحن العالية أو المنخفضة)
• الشحن الحالي العالي
• دورات الشحن والتفريغ

يعد تقرير الحالة الصحية للبطارية (SOH) طريقة مفيدة لإثبات فائدتها المحتملة في السيارة الكهربائية. يتم استخدام برنامج خاص لاستخراج هذه البيانات. يصف التقرير الحالة العامة للبطارية – وليس شحنها الحالي – ويوضح المدة التي يمكن للعميل أن يتوقع أن تستمر قبل أن يحتاج إلى استبدالها.

على سبيل المثال ، يمكن للسيارة التي يبلغ مداها ، على سبيل المثال ، 100 كيلومتر على بطارية جديدة مشحونة بالكامل أن تتوقع بشكل معقول مدى يصل إلى 50 كم إذا كانت مشحونة بنسبة 50٪. ومع ذلك ، بعد عدة سنوات ، قد تكون سعة البطارية عند شحنها بالكامل 80٪ فقط مما كانت عليه من قبل. إن الإشارة إلى شحن بنسبة 50٪ ستؤدي الآن فقط إلى نطاق 40 كم.

بعد انخفاض سعة البطارية SOH إلى أقل من 75-80٪ ، يمكن تجديدها (إعادة تصنيعها) أو إعادة تدويرها في بطارية جديدة أو منحها عمرا ثانيا كتخزين طاقة ثانوي في تطبيقات أخرى. ومع ذلك ، من الممكن أيضا إصلاح البطارية عن طريق استبدال الخلايا أو المكونات الضعيفة أو المعيبة. بينما لا يزال إصلاح البطارية في مهده ، يمكن استبدال الخلايا أو الوحدات الفردية دون الحاجة إلى التخلص من البطارية بأكملها.

وهي عملية أصبحت متداولة في بعض أسواق الشرق الأوسط كالأردن ومصر والإمارات ودول أخرى مع وجودة مختصين أكفاء ومراكز محترفة ومتخصصة بالإضافة إلى مراكز خدمة الوكلاء ذاتهم.

إعادة التدوير

على الرغم من أنه يمكن إطالة عمر البطارية من خلال تمكين تطبيق العمر الثاني، إلا أن بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية المطاف تحتاج إلى إعادة التدوير. لا تعد قابلية إعادة التدوير حاليًا أحد الاعتبارات التصميمية المهمة لمصنعي البطاريات، وفي عام 2019، تم إعادة تدوير 5% فقط من بطاريات السيارات الكهربائية. ومع ذلك، فإن إغلاق الحلقة مهم للغاية. ليس فقط بسبب النقص المتوقع في إمدادات النيكل والكوبالت والليثيوم في المستقبل، فإن إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية لديها القدرة على تعظيم الفوائد البيئية. شو وآخرون. وتوقع أنه في سيناريو التنمية المستدامة، سيصل الليثيوم والكوبالت والنيكل إلى كمية الاحتياطيات المعروفة أو تتجاوزها في المستقبل إذا لم تتم إعادة التدوير. وجد أنه من خلال نشر إعادة تدوير البطاريات، يمكن تجنب بعض انبعاثات الغازات الدفيئة (GHG) الناتجة عن التعدين.

تفتقر تقنيات السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية إلى إطار إعادة التدوير المعمول به في العديد من البلدان، مما يجعل استخدام السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية وغيرها من المعدات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات بمثابة إنفاق كبير للطاقة، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون – خاصة في البلدان التي تفتقر إلى موارد الطاقة المتجددة.

تساعد إعادة تدوير بطاريات المركبات الكهربائية على استعادة المواد القيمة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمعادن الأرضية النادرة، مما يقلل الحاجة إلى عمليات تعدين جديدة والحفاظ على الموارد الطبيعية ويقلل من البصمة البيئية المرتبطة بإنتاج البطاريات عن طريق تقليل تأثيرات التعدين واستهلاك الطاقة والمخلفات. انبعاثات الغازات الدفيئة.

من ناحية أخرى بالنسبة لمنطقة الخليج GCC هناك تعهد من الصانع فيما يخص البطاريات وضمانه التخلص منها وذلك في GSO هيئة التقييس الخليجية (وستنضم السعودية والإمارات قريبًا إلي هذه الاتفاقية).

ما هي خطوات إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية ؟

بدلا من تحطيم البطاريات ، يرسلها القائمون بإعادة تدوير السيارات إلى شركات متخصصة تقوم بتفكيك العبوات وتقسيمها إلى موادها المختلفة: الأسلاك والدوائر والبلاستيك والخلايا الفعلية. يتم سحق الخلايا والدوائر لفصل وتنقية المعادن المختلفة فيها ، بما في ذلك النيكل والليثيوم.

الطريقة العلمية

يتخلص الوكلاء أيضا من العبوات الهجينة المستعملة بمسؤولية ، معتمدين على برامج التجميع التي أنشأتها شركات صناعة السيارات ، والتي ترسل هذه البطاريات إلى نفس شركات إعادة التدوير للخضوع لنفس إجراءات التفكيك.

إعادة تدوير بطارية السيارة الكهربائية

في حين أن بطاريات EV تحتوي على طاقة أكثر من 20 إلى 100 مرة من تلك المستخدمة في السيارات الهجينة ، إلا أنه يتم إعادة تدويرها إلى حد كبير بنفس طريقة البطاريات الأصغر. يتم شحن العبوات إلى منشأة متخصصة في تفكيك البطاريات وإعادة تدوير مكوناتها. أجزاء معينة سهلة: عادة ما تدخل خردة الصلب والنحاس والألمنيوم في تيار إعادة تدوير المعادن على مستوى البلاد. قد لا تكون المواد البلاستيكية قابلة لإعادة التدوير ، لكنها تمثل نسبة صغيرة من إجمالي محتويات حزمة بطارية EV.

ماذا عن الخلايا

إنها الخلايا نفسها التي تحمل أكبر قدر من الجاذبية في تصنيع البطاريات. إنها أغلى جزء من حزمة البطارية الكاملة عندما تكون جديدة ، والجائزة هي الليثيوم والكوبالت والمنغنيز والنيكل ، وبدرجة أقل ، الألومنيوم. يتم سحق الخلايا ، ويتم تنقية التيار الناتج بطرق مختلفة ، ونهاية العملية عبارة عن إمداد نقي للمعادن المطلوبة.

مثال على بعض شركات تدوير البطاريات هي شركة Li-Cycle منشآتها في أريزونا يمكنها معالجة 18,000 طن من بطاريات الليثيوم أيون كل عام، علاوة على ذلك، تدعي الشركة أنها تستطيع إعادة تدوير ما يصل إلى 95% من موارد البطاريات.

شبكة السيارات الصينية

تلعب البطاريات دورًا حيويًا في تطوير السيارات الكهربائية، ويعتمد اختيار النوع المناسب على عدة عوامل مثل التكلفة، كثافة الطاقة، والأمان. تُعد بطاريات الليثيوم أيون هي المعيار الحالي لمعظم السيارات الكهربائية، بينما تحقق بطاريات LFP شعبية متزايدة بفضل تكلفتها المنخفضة وأمانها العالي. من ناحية أخرى، تعد البطاريات الحالة الصلبة مستقبل التكنولوجيا، ولكنها لا تزال قيد التطوير. يبقى المستقبل واعدًا، مع تحسن مستمر في تقنيات البطاريات وزيادة الإنتاج العالمي لدعم التحول إلى النقل الكهربائي المستدام.