Connect with us

Şarj Pil Haberleri

Lityum İyon Pil Hücreleri Gelişiyor

Yayınlayan

on

Lityum İyon Pil Maliyetleri Düşüşte

Fraunhofer enstitüleri ICT, IPA, ISI ve Fraunhofer tesisi FFB, lityum iyon pil hücresi formatlarının geliştirilmesine ilişkin bir çalışma yayınladı. Pil kimyası, hücre formatları, hücre üretimi ve güvenliğindeki en önemli eğilimleri inceler ve bunları farklı pil uygulamalarının gereksinimleriyle karşılaştırır. Otomobil üreticilerinin, örneğin geniş formatlı hücrelerde yaptığı duyurulara özellikle dikkat edilir.

Pil hücreleri farklı formatlarda mevcuttur, en yaygın olanı prizmatik, silindirik ve sözde kese hücreleridir. Araştırmacılara göre, her üç hücre formatı da hala büyük gelişme potansiyeline sahip. Bu, malzemelerin seçimi, elektrot ve hücre yapısının tasarımı, hücre üretimi ile başlar ve hücre entegrasyonu ile sona ermektedir.

Birçok uygulama için de bir paradigma değişimi yaşanıyor: Uygulama tasarımını pile uyarlamak yerine, pil tasarımı uygulamaya uyarlanıyor. Bir örnek, batarya hücrelerinin modüller halinde birleştirilmesi gerekmeden araca entegrasyonunu sağlayan “Hücreden Pakete” konseptidir.

Lityum İyon Pil Maliyetleri Düşüyor

Uzmanlara göre hem katot hem de anot tarafında yeni malzemeler, hücre performansını artırmada veya hücre maliyetlerini daha da düşürmede önemli rol oynamaya devam edecek. Birçok üreticinin nikel bazlı (Ni) oksit malzemeleri kullanma planları vardır. Aynı zamanda, demir (Fe) ve manganez (Mn) bazlı malzemelerin daha yaygın hale gelmesi ve “önemli maliyet avantajları” sağlaması muhtemeldir. Silikon ayrıca bir anot malzemesi olarak giderek daha önemli bir rol oynayacaktır.

Malzeme tasarımındaki gelişmeler elektrot seviyesinde de değişikliklere yol açacaktır. Önümüzdeki beş ila on yıl içinde elektrot kaplamasında 100 µm’nin oldukça üzerine bir artış beklenebilir. Sargı ile karşılaştırıldığında, elektrot yığınlarının kullanılması, bu şekilde elde edilen enerji yoğunluğu kazanımlarının hücre seviyesine daha da fazla aktarılmasını mümkün kılmalıdır. Özellikle geniş formatlı hücreler söz konusu olduğunda, bu aynı zamanda termal ve elektriksel bağlantıyı da etkiler. Özellikle otomotiv sektöründe bu, örneğin 500 milimetre uzunluğa kadar kese hücreleri ve 1000 milimetre uzunluğa kadar prizmatik hücreler için geçerlidir. AB Yeni Pil Düzenlemesini de getirmeyi planlamaktadır.

Enerji Yoğunluğu Artıyor

Araştırmacılar, malzeme ve hücre seviyesindeki bu teknik gelişmeler sayesinde, geleneksel sıvı elektrolit bazlı teknolojilerle 2025’e kadar 850 Wh/l’ye ve 2030’a kadar 950 Wh/l’ye varan tepe enerji yoğunluklarının mümkün olabileceğini söylüyor. En önemli üç hücre formatının enerji yoğunlukları yakınsasa da, kese hücrelerin zirvede olmaya devam edeceği varsayılabilir.

Enerji yoğunluğunun artmasıyla birlikte, özellikle büyük hücre formatlarında tehlike potansiyeli de artar. Bununla birlikte, kese tipi, prizmatik sert kutu ve silindirik biçim arasındaki fark, sistem güvenliği için yalnızca ikincil bir rol oynar. Belirleyici faktörler, hücre kimyası, hücre yapısı (örn. elektrot paketi, gaz kanalları), pil paketinin entegrasyonu ve belirli donanım veya yazılım güvenlik özellikleridir.

Pil hücrelerinin üretiminde de bazı teknolojik yenilikler beklenebilir. Bunlar, ölçeklendirme ve proses kontrolü için dijital yöntemlerin kullanımı ile ilgili olmakla birlikte, aynı zamanda kuru kaplama veya yüksek verimli şekillendirme teknolojileri gibi tamamen yeni proseslerin tanıtılmasıyla da ilgilidir. Bu yenilikler yalnızca maliyetleri düşürmekle ve üretim kalitesini artırmakla kalmaz, aynı zamanda pillerin giderek daha önemli hale gelen çevresel ayak izi üzerinde de faydalı bir etkiye sahip olur.

Elektrikli otomobillere ilgi duyan, Türkiye'de elektrikli araçlar hakkında daha fazla habere ulaşılmasını hedefleyen bir yazar. Sunduğumuz bilgiler ile bilinçli bir elektrikli otomobil kitlesi oluşturmayı hedeflemekteyiz.