24 يناير 2026 – تشهد بطاريات الأزرار، وهي مصادر الطاقة الصغيرة ولكنها بالغة الأهمية للأجهزة الذكية القابلة للارتداء والأجهزة الطبية ومعدات إنترنت الأشياء الصناعية، نهضة تكنولوجية. مدفوعة بالاختراقات في تعديل الجرافين، والكهارل ذات الحالة الصلبة، والتعبئة والتغليف المكدسة، تعمل الشركات المصنعة العالمية على تحطيم اختناقات الأداء، وإطالة عمر الخدمة، وتوسيع سيناريوهات تطبيق حلول الطاقة المدمجة هذه، مما يمثل حقبة جديدة لتخزين الطاقة الصغيرة.
ومن بين أبرز الشركات في ابتكار الأداء شركة ChuanYing، وهي علامة تجارية تابعة لمجموعة Nanfu الصينية، والتي كانت رائدة في أول بطارية زر كاثود مطلية بالجرافين في العالم. ومن خلال الاستفادة من تقنية الجرافين الأساسية فائقة التوصيل، يعالج المنتج الطلب المتزايد على الطاقة طويلة الأمد في مفاتيح السيارات الذكية - وهي الأجهزة التي تتطلب أداءً ثابتًا عبر ظروف عمل متنوعة. تتميز البطارية، المدعومة بـ 21 براءة اختراع و41 عملية تصنيع مطورة، بغلاف فولاذي رفيع للغاية بسمك 0.23 مم لزيادة تخزين الطاقة إلى أقصى حد، مقترنة بعملية إغلاق على شكل حرف U تقضي على مخاطر التسرب تمامًا، مما يضمن التخزين والاستخدام الآمن على المدى الطويل. ومن خلال 21 براءة اختراع و41 عملية تصنيع مطورة، تستخدم البطارية كاثود الليثيوم والمنغنيز المغطى بالجرافين، والذي يمنع انحلال المواد ويعزز استقرار الدورة بنسبة 300% مقارنة بالنماذج التقليدية، مما يطيل عمر الخدمة من 5 سنوات إلى 8 سنوات.
وقد اكتسب هذا التقدم التكنولوجي اعترافًا من شركات صناعة السيارات الرائدة. أصبحت بطاريات CR2032 المعززة بالجرافين، وهي أحد أشكال ابتكار ChuanYing، معدات قياسية في أنظمة الطاقة الاحتياطية BMS لمركبات Tesla Model Y وBYD Blade Battery، المسؤولة عن الحفاظ على البيانات المهمة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ومع توقع وصول المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة إلى 120 مليون وحدة في عام 2026، فمن المتوقع أن يصل الطلب المقابل على بطاريات الأزرار عالية الموثوقية إلى 120 مليون قطعة، مما يؤكد القيمة التجارية لتكنولوجيا تعديل الجرافين.
قال أحد كبار مديري البحث والتطوير في ChuanYing: "لقد قمنا بتحليل ما يقرب من 100 وضع عمل لمفاتيح السيارة الذكية لتكييف هذه البطارية مع احتياجات المستخدم في العالم الحقيقي". معتمدة من قبل معهد أبحاث جامعة تسينغهوا شنتشن ومتوافقة مع معايير IEC الدولية، توفر بطارية زر الجرافين موصلية ومتانة فائقة، وتتفوق على البدائل التقليدية. كان نجاحها في السوق واضحًا خلال فورة التسوق Double 11 لعام 2025، حيث تفوقت على شركة باناسونيك اليابانية لتحتل المركز الأول في مبيعات المنتج الفردي على منصات التجارة الإلكترونية الرئيسية مثل Tmall، بسعر ترويجي يبلغ 2.9 يوان فقط لكل وحدة بعد الخصومات.
لقد برزت تقنية الإلكتروليتات ذات الحالة الصلبة كأداة تغيير أخرى لقواعد اللعبة، حيث قامت بحل مشكلات السلامة طويلة الأمد المتعلقة بتسرب الإلكتروليت السائل. حقق الباحثون والشركات الصينية خطوات كبيرة في كل من أنظمة الكبريتيد والأكسيد: يحقق المنحل بالكهرباء الكبريتيد Li₁₀GeP₂S₁₂ (LGPS) موصلية أيونية في درجة حرارة الغرفة تبلغ 25 مللي سيميز/سم، مقارنة بالإلكتروليتات السائلة، في حين يصل إلكتروليت أكسيد العقيق LLZO، المشوب بالألمنيوم والتنتالوم، إلى 1.2 مللي سيميز/سم ويقمع بشكل فعال اختراق تشعبات الليثيوم. يمتلك معهد BYD لأبحاث الإلكترونيات الدقيقة بطاريات زر ذات حالة صلبة CR1220 يتم إنتاجها بكميات كبيرة باستخدام LLZO، مما يوفر سعة 45 مللي أمبير في الساعة ويحافظ على الاحتفاظ بالسعة بنسبة 92.3% بعد 1000 دورة.
وبعيدًا عن الأداء، برزت الاستدامة باعتبارها محورًا رئيسيًا في الصناعة، مع الاختراقات في تكنولوجيا إعادة التدوير التي تعالج التحديات البيئية للبطاريات الزرية المستهلكة. قام فريق من جامعة تشنغدو التكنولوجية، يُدعى "بداية جديدة للأزرار"، بتطوير جهاز ذكي لإعادة التدوير يعزز معدلات استرداد الليثيوم من بطاريات الليثيوم ذات الأزرار المستخدمة إلى 93%، مما يحقق نقاء من الدرجة الصناعية. يدمج النظام أربع تقنيات أساسية: وحدة رؤية MaixCamPro التي تحدد ما يصل إلى 10 بطاريات في الثانية بدقة تصل إلى 100٪ تقريبًا، ووحدة تفكيك ميكانيكية تعمل خمس مرات أسرع من العمل اليدوي (15 بطارية في الدقيقة)، وعملية منخفضة التكلفة تعتمد على ثاني أكسيد الكربون تحل محل المواد الكيميائية القاسية، مما يقلل تلوث المياه بمقدار 10000 كيلومتر مكعب لكل 500 طن من البطاريات المعاد تدويرها.
وقال تيان جونشن، قائد فريق البحث: "هدفنا هو تحويل بطاريات النفايات إلى مناجم حضرية بدلا من الأعباء البيئية". ومع الحصول على أربع براءات اختراع، دخلت التكنولوجيا الآن في مرحلة التصنيع بالتعاون مع شركاء من الشركات، وتتوقع أرباحًا سنوية تزيد عن 4 ملايين يوان لكل خط إنتاج. على المستوى الدولي، قامت شركة برينستون نوينرجي، وهي شركة ناشئة أسسها باحثون من جامعة برينستون، بتطوير طريقة إعادة التدوير المباشرة القائمة على البلازما والتي تعمل على إحياء مواد الكاثود المستهلكة دون تحطيم بنيتها ــ مما يقلل من استخدام المياه بنسبة 70% واستهلاك الطاقة بنسبة 80% مقارنة بالعمليات الكيميائية التقليدية أو العمليات ذات درجات الحرارة المرتفعة. وقد أظهرت هذه التكنولوجيا أداءً استثنائيًا في اختبارات بطاريات الأزرار، ويجري توسيع نطاقها من خلال مشروع تجريبي مع شركة Wistron Greentech التايوانية في تكساس بالولايات المتحدة الأمريكية.
وتتوسع بطاريات الأزرار أيضًا في مجالات التكنولوجيا المتقدمة، بما في ذلك الأجهزة الطبية. قام فريق بحث بقيادة ليو تشينغ جون من جامعة تشجيانغ مؤخرًا بدمج بطاريات زرية في كبسولات لاسلكية لاستشعار الغاز لمراقبة الجهاز الهضمي في الوقت الفعلي. توفر البطاريات طاقة موثوقة لوحدات الاتصال والاستشعار الخاصة بالكبسولة، مع تصميم محكم الغلق يعزل التداخل البيئي الخارجي، ويمنع حدوث دوائر قصيرة ويضمن التشغيل المستقر في بيئة الجهاز الهضمي القاسية - وهو إنجاز يسلط الضوء على تعدد استخدامات المكون خارج نطاق الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.
يؤكد خبراء الصناعة على الحاجة إلى تقدم منسق في مجالات السلامة والأداء وإعادة التدوير. وقال أحد كبار المحللين في IHC Markit: "نظرًا لأن بطاريات الأزرار أصبحت أكثر تكاملاً مع الأجهزة اليومية والطبية، فإن التقدم المزدوج في التكنولوجيا والاستدامة غير قابل للتفاوض". ومع تزايد الطلب العالمي على حلول الطاقة المدمجة، لا سيما في مجال التكنولوجيا القابلة للارتداء وأجهزة إنترنت الأشياء، من المتوقع أن تؤدي الابتكارات مثل تعزيز الجرافين وإعادة التدوير منخفضة الكربون إلى دفع نمو السوق مع معالجة الضغوط التنظيمية للإلكترونيات الأكثر مراعاة للبيئة.
بالنسبة للمستهلكين، ينصح الخبراء باستبدال البطاريات القديمة التي لا تلبي معايير السلامة الجديدة واستخدام نقاط إعادة تدوير الطاقة الجديدة في المجتمع، مع تقديم بعض المدن إعانات تجارية. بالنسبة للمؤسسات، يعد الامتثال لشهادات الأنظمة المتعددة (IEC، UL، BSI) أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للصادرات، في حين أن اعتماد تقنيات إعادة التدوير الجديدة يمكن أن يقلل من تكاليف المواد الخام. مع تطور الصناعة، تثبت البطاريات الزرية أن حلول الطاقة صغيرة الحجم يمكن أن تحقق تأثيرات كبيرة على الأداء والسلامة والاستدامة.
للتغلب على هشاشة الإلكتروليتات الصلبة، تم دمج تقنيات التعبئة والتغليف المتقدمة. تحل عمليات لحام الزجاج واللحام بالليزر ذات درجة الحرارة المنخفضة محل الختم الميكانيكي التقليدي، حيث يتيح الزجاج المعتمد على البزموت الختم المحكم عند درجة حرارة 350 درجة مئوية مع الحد الأدنى من الإجهاد الحراري، مما يحقق إحكام إغلاق الهواء أقل من 1×10⁻⁸ Pa·m³/s. تم اعتماد هذا المزيج من قبل الشركات المصنعة للأجهزة الطبية، مثل Shenzhen Mindray New Energy، لتطوير بطاريات الحالة الصلبة الدقيقة للأجهزة القابلة للزرع، والتي تعمل بثبات في نطاق درجة حرارة يتراوح من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية وتكمل 2000 دورة دون تسوس القدرة.
تعمل تقنية التغليف المكدس على إعادة تحديد حدود كثافة الطاقة لبطاريات الأزرار. من خلال التكامل الرأسي من 3 إلى 4 وحدات كهروكيميائية، تقفز كثافة الطاقة الحجمية لبطاريات CR2032 من 320 واط ساعة/لتر إلى أكثر من 710 واط ساعة/لتر، مما يضاعف السعة تقريبًا. قام مختبر الطاقة الدقيقة Songshan Lake التابع لشركة Huawei بالتحقق من نموذج أولي بحجم φ10 مم × 3.2 مم، محققًا كثافة طاقة حجمية تبلغ 680 وات ساعة/لتر. يتم تطبيق هذه التقنية بالفعل في أجهزة تنظيم ضربات القلب، مما يتيح 12.8 عامًا من الإمداد المستمر بالطاقة، ومن المتوقع أن يرتفع إنتاجها من 78% إلى 92% بحلول عام 2027.
ويعمل اللاعبون الدوليون أيضًا على تطوير التقنيات الخاصة. أعلنت شركة Electrovaya، ومقرها كندا، عن تحقيق اختراقات في بطارياتها الزرية المصنوعة من معدن الليثيوم الصلب، مما يحافظ على الاحتفاظ بالسعة بنسبة 94٪ بعد 300 دورة في درجة حرارة الغرفة دون ضغط خارجي - وهي ميزة رئيسية لتطبيقات السيارات والفضاء. وفي الوقت نفسه، قام فريق بحث مشترك من جامعة شاندونغ وجامعة تشجيانغ بتطوير قطب كهربائي مركب ذو حجم صفري التغيير باستخدام أكسيد الجرافين المخفض (rGO) وأكسيد الزنك، مما حقق كفاءة كولومية تتراوح من 99.99% إلى 99.9999% على مدى ما يقرب من 2000 دورة، مما يمهد الطريق لبطاريات زر طويلة العمر.
والابتكارات التي تواجه المستهلك مثيرة للإعجاب بنفس القدر. تعتمد بطارية زر الليثيوم أيون GRP1250G1 التي تم تطويرها ذاتيًا من Grepow عملية إنتاج مكدسة، وتتميز بكثافة طاقة محددة تبلغ 556 وات/لتر وتدعم الشحن السريع 5C - تصل إلى أكثر من 80% من السعة في 12 دقيقة. مع 42 براءة اختراع مستقلة، تعمل البطارية في نطاق درجة حرارة واسع من -50 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية، وهي مخصصة للأجهزة القابلة للارتداء وسماعات TWS ورقع المراقبة الطبية، مما يكسر الاحتكارات التكنولوجية الأجنبية.
تعكس بيانات الصناعة حماس السوق لهذه الابتكارات. من المتوقع أن يصل سوق بطاريات الأزرار في الصين إلى 18.63 مليار يوان في عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 11.7%، ويتجاوز 32 مليار يوان بحلول عام 2030. وستكون المنتجات ذات الكثافة العالية من الطاقة وطويلة العمر هي المحرك الأساسي للنمو، حيث من المتوقع أن تخترق تكنولوجيا الحالة الصلبة 40% من السوق المتوسطة إلى المتطورة بحلول عام 2030. وأشار أحد كبار المحللين في شركة CCID Consulting إلى أن النمو القائم على التكنولوجيا. "إن الإنجازات في المواد والعمليات تفتح الباب أمام تطبيقات جديدة، بدءًا من الأجهزة الطبية القابلة للزرع إلى إنترنت الأشياء في مجال الفضاء الجوي، مما يعزز مكانة الصين كشركة رائدة عالميًا في مجال التكنولوجيا في مجال تخزين الطاقة الصغيرة."
