Katı hal EV pilleri nelerdir?

Elektrikli araçlar yeni, eğlenceli ve hızlı bir şekilde gelişiyor. Ve şarj hızlarında ve k'de büyük gelişmeler görürkeniloGörüntüler, daha gidilecek çok yol var. En heyecan verici gelişmelerden biri katı hal pillerinde ve yakın gelecekte bu konuda çok şey duyacaksınız.

Görüyorsunuz, günümüzde elektrikli araçlar, akıllı telefonlarımızda, dizüstü bilgisayarlarımızda ve tabletlerimizde bulunan pilin aynısı olan lityum iyon pillerle çalışıyor. Bunda yanlış bir şey yok ama katı hal hücreleri daha iyi bir gelecek vaat ediyor.

Bunu akılda tutarak, burada katı hal EV pilleri ve bunların Tesla veya F-150 Lightning'deki mevcut lityum iyon hücrelerden nasıl farklı oldukları hakkında biraz bilgi vereceğiz.

Katı Hal ve Lityum İyon: Fark Nedir?

Lityum iyon piller, şarj sırasında ve pil kullanımdayken katot ve anot arasında enerji akışına izin veren bir sıvı elektrolit kullanır. Bu sıvı (veya bazen bir jel) ayrıca yüzeyleri stabilize eder, ömrünü uzatır ve eski pil teknolojisine göre bir gelişmedir.

Bir pilin içindeki iyonlar, kullanım sırasında bir yandan diğer yana, şarj sırasında ise geriye doğru hareket eder ve sonunda zamanla aşınır. Elektrolit solüsyonu süreci iyileştirmeye yardımcı olur, bozulmayı yavaşlatır ve ömrü iyileştirir.

Ancak mevcut lityum iyon piller yanıcıdır, sınırlı bir voltaj aralığına sahiptir ve zamanla performans kaybetmeye başlar. Tıpkı telefonunuzun ilk satın aldığınız zamanki gibi şarj tutmaması gibi. Ayrıca ağırdırlar ve enerji verimlidirler.

Katı hal pil teknolojisi, bu sorunların çoğunu çözmeyi vaat ediyor. Katı hal pil, lityum iyona çok benzer şekilde çalışsa da, günümüz ürünlerinin sıvıları veya jelleri yerine katı bir malzeme kullanır. Bu katı malzeme seramik, polimer veya sülfitlerden herhangi bir şey olabilir.

Katı hal piller, yanıcı sıvı elektroliti ortadan kaldırarak daha az hareketli parçaya sahiptir ve daha kararlı, kompakt, hafif ve güvenlidir. Ayrıca pahalıdırlar ve üretimi zordur, bu yüzden onları zaten araçlarda görmüyoruz.

Katı hal piller yeni değildir ve genellikle yalnızca kalp pili ve tıbbi ekipman gibi küçük elektrikli cihazlarda kullanılır ve çoğu şarj edilemez. Bu değişmek üzere olabilir mi?

Elektrikli Araçlarda Katı Hal Pilinin Avantajları

Elektrikli araçlardaki katı hal pillerinin arkasındaki fikir, her yönden daha iyi olacaklarıdır. Daha az hareketli parça vardır, sıvı hareket etmez ve daha kompakttır. Ayrıca, şarj hızlarını iyileştirirken ağırlığı azaltacak olan lityum iyon soğutmaya da ihtiyaç duymazlar.

Üreticiler, katı duruma geçmenin güvenliği artırabileceğini ve yanıcılığı azaltabileceğini, pil hücresi boyutunu küçültebileceğini, aynı alanda daha fazla kapasite sağlayabileceğini ve performansı iyileştirebileceğini umuyor. Bu, daha fazla güç, daha uzun menzilli arabalar veya daha kompakt ve hafif araçlar sağlayabilir.

Katı hal pil, teorik olarak daha yüksek enerji yoğunluğu, önemli ölçüde daha hızlı şarj için daha yüksek voltaj aralıkları, daha uzun menzil ve iyileştirilmiş performans sunabilir. Ek olarak, pil hücrelerinin kendileri daha uzun süre dayanır.

Lityum iyon piller 1 döngüden sonra bozulmaya ve enerji kapasitesini kaybetmeye başlayacaktır. Birçok modern katı hal pil, 000 döngüden sonra kapasitelerinin %90'ına kadarını koruyabilir. Bu, elektrikli araçların daha da uzun süre dayanacağı anlamına geliyor.

Daha hızlı şarj olan, daha ileri giden, daha hafif, daha verimli, daha uzun ömürlü ve daha iyi performans gösteren yeni bir F-150 Lightning'e sahip olduğunuzu hayal edin. Katı hal pil teknolojisinin amacı budur.

Elektrikli araçlarda katı hal pillerini ne zaman görebiliriz?

Ne yazık ki, teknoloji ve üretim henüz orada değil. Katı hal piller, elektrikli bir araç için gereken boyutta üretilmesi pahalı ve karmaşıktır. Ardından, üreticiler artan talebi karşılamak için üretim tesislerini genişletmek zorunda kalacaklardı ki bu da bir başka zorluktur.

Sonuç olarak, birçok uzman, elektrikli araçlar için katı hal pillerinin en az 2030 yılına kadar hazır olmayacağını veya seri üretilmeyeceğini öne sürüyor. ForbesHala gitmemiz gereken uzun bir yol var.

Erken lityum iyon pil hücreleri benzer engellerle karşılaştı. Ama sonunda, daha uygun fiyatlı, üretilmesi daha kolay hale geldiler ve bugün milyonlarca insanın, cihazın ve otomobilin güvendiği şey haline geldiler. Zamanla, katı hal pillerin aynı yolu izleyeceği ve uygun bir alternatif olacağı fikridir.

Aslında birçok otomobil markası bunu gerçeğe dönüştürmek için çok çalışıyor. Volkswagen Grubu, katı hal pil teknolojisi üzerinde çalışan bir şirket olan Quantumscape'in en büyük hissedarı ve Porsche'nin bunları yakında çıkacak elektrikli araçlarda kullanmak istediğine dair raporlar gördük. Ford ve BMW, Solid Power ile ortaklık kurdu ve diğerleri de aynı şeyi yapıyor.

Mercedes-Benz, daha güvenli, daha enerji yoğun lityum-silikon pil teknolojisi üzerinde çalışıyor ve neredeyse her otomobil üreticisi, çoğu yarı güçlü pil hücrelerine odaklanan yeni pil teknolojisi planlarını duyurdu.

Toyota, Prius'tan sonra kendini beğenmiş ve elektrikli araçlardaki rekabetin çoğunda geride kalırken, katı hal pilleri onun kurtarıcı lütfu olabilir. Bunun nedeni, Toyota'nın ilk katı hal EV hibrit aracını 2025'te piyasaya sürmeyi planlaması ve teknolojiye milyarlarca yatırım yapmasıdır.

Toyota, elektrikli araçlar için katı hal pilleri pazarlayan ilk şirket olabilir ve bu da ona rekabette büyük bir avantaj sağlar.

Son düşünceler

Henüz fark etmediyseniz, gelecek elektrikli araçlarda. Zaten birçok parametrede benzinle çalışan araçlarla eşleşiyor veya onları geçiyorlar ve bu sadece başlangıç. Katı hal akülere geçiş, menzil kaygısını azaltmaya, performansı artırmaya, gazı durdurmak kadar hızlı şarj etmeye ve yeni nesil elektrikli araçlara öncülük etmeye yardımcı olabilir.

Önümüzde hala uzun, yavaş ve dolambaçlı bir yol var, ancak ilerleme kesinlikle doğru yönde ilerliyor. Her iki durumda da, bekleyip görmemiz gerekecek.