Lityum Metal Batarya vs Lityum İyon Batarya

Günümüzde birçok elektrikli araç üreticisi lityum iyon bataryalara yatırım yaparken, General Motors geleceği lityum metal bataryalarda görüyor. Detaylar yazımızın devamında.

A- A+

23.03.2021 tarihli yazı 8711 kez okunmuştur.

Elektrikli araç üreticileri, araçlarının menzili artırmak için çoğunlukla üç farklı çözüm tercih ediyorlar. Bu çözümler ise daha verimli bir sistem, iyileştirilmiş şarj teknikleri ve daha yüksek kapasiteli bataryaların kullanımı olarak karşımıza çıkıyor. Otomotiv sektörünün devlerinden olan ve Chevrolet, Opel gibi birçok firmayı bünyesinde barındıran General Motors, bu çözümlerden daha yüksek kapasiteli bataryaların kullanımı yolunu tercih ediyor. Geçtiğimiz hafta daha yüksek kapasiteli bataryalar çözümüne ciddi miktarda yatırım yapan General Motors, Tesla gibi şirketlerle de rekabet ediyor. Tesla, araçlarının menzili artırmak için lityum-iyon bataryaları iyileştirmeyi hedeflerken, General Motors lityum iyon batarya üzerindeki araştırmalarını tamamen sonlandırmayı tercih ediyor. Lityum iyon bataryalar yerine lityum metal bataryalar üzerinde çalışan General Motors, daha yüksek kapasiteli fakat daha düşük maliyetli bataryalar üretmeyi hedefliyor.

Lityum İyon ve Lityum Metal Bataryalar

Lityum metal bataryaların çalışma prensibi, Lityum iyon bataryaların çalışma prensibinden çok da farklı değil. Lityum-iyon bataryalarda, anot ve katot uçları elektrolit ile nemlendirilmiş bir ayırıcı tarafından ayrılır. Bu sayede iyonlar sadece elektrolit üzerinden geçerek kullanılabilir bir akım oluştururlar. Lityum-iyon bataryalarda genellikle anot ucu grafitten yapılırken katot ucu lityum kobalt oksitten yapılır. Lityum metal bataryalar da aynı prensiple çalışıyorlar fakat anot ucunda grafit yerine yüksek enerjili lityum metali bulunuyor. Yüksek enerji ifadesinin kullanılmasının nedeni ise lityum metal bataryaların, lityum-iyon bataryalara göre birim ağırlık başına en az %33 daha fazla kapasite sunması. Bu sayede elektrikli araçlar hem daha fazla batarya kapasitesine sahip olup hem de daha hafif olabilirler.

Şekil 1: Lityum İyon Bataryasının Çalışma Prensibi

►İlginizi çekebilir: Lityum Sülfür Bataryalar: Geleceğin Pil Teknolojisi

Lityum Metal Bataryalar Güvenilir mi?

Lityum metal bataryalar elektrikli araç üreticiler için daha iyi bir seçenek gibi görünse de bu bataryaların güvenliği yaygınlaşmasının önündeki en büyük engel. Lityum-metal bataryalar, anot ve katot ucu arasında iyon transferini gerçekleştirirken dendrit adı verilen iğne şeklindeki katı yapıları oluşturmaya daha yatkındır. Bu dendrit yapıları eğer kontrol edilmezse zamanla ayırıcı katmanı delebilir ve katot ucuna ulaşabilir. Bu durum bataryayı kısa devreye sokar ve bataryadaki elektrolitin yanmasına sebep olarak yangın çıkartabilir. Elektrolit yanmasa bile dendrit yapıları oluşturdukları kısa devreler ile bataryanın kendi kendine boşalmasına ve rakiplerine karşın daha kısa sürede kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir.

Şekil 2: Bataryalarda Dendrit Oluşumu

►İlginizi çekebilir: Lityum İyon Pillerde Yüksek Güvenilirlik İmkanı

Altı yıl önce General Motors, SolidEnergy Systems (SES) isimli Lityum metal bataryalar geliştiren ve bu bataryaları günlük kullanım açısından güvenli hale getirmeyi başaran ufak bir şirkete yatırım yapmıştı. Geçtiğimiz günlerde şirketler Lityum metal bataryaların üretimi için anlaştıklarını duyurdu. Anlaşmada ABD’nin Massachusetts eyaletinde prototip olarak bir lityum metal batarya üretim hattı inşa edileceği de bulunmakta.

Şirketler henüz çoğu bilgiyi saklı tutsa da General Motors tek başına lityum-metal batarya konusunda 49 patente sahip ve 45 patenti de onaylanmak için beklemekte. Ayrıca General Motors, anot ucunun korumalı olduğu ve kullanımı güvenli olan bir Lityum metal batarya ürettiklerini ve laboratuvarlarında uzun süre boyunca başarılı bir şekilde test ettiklerini de söylüyor. İki şirket birlikte yaptıkları çalışmalarla günlük kullanım için Lityum metal bataryaları 2023’te hazır hale getirmeyi hedefliyor.

Kaynak:

► allaboutcircuits.com

YAZAR: Melih Eren GENÇ