Elektrikli araç pillerinde geride kalanlar arayı kapatıyor

Elektrikli araç pillerinde geride kalanlar arayı kapatıyor

QuantumScape ve Volkswagen katı hal pillerini (Solid State Battery) piyasaya ilk sürenler olabilir mi?

QuantumScape, katı hal pilleri için üretimde önemli bir kilometre taşına ulaştığını duyurdu.

10 yıl, iki milyondan fazla test, 200'den fazla patent ve başvuru ve 1,5 milyar dolardan fazla fonlama sonrasında QuantumScape, elektrikli araç teknolojisinin kutsal kasesi olan katı hal pillerine yönelik yarışında kritik bir adıma ulaştı.

Tek sorun, 2010 yılında Tim Holme, Jagdeep Singh ve Fritz B. Prinz tarafından kurulan şirketin, geniş çaplı dağıtım sürecini tam olarak başaramamış olması.

Bunun yerine, QuantumScape bir tür kuluçka merkezi olarak ilerliyor ve müşterilerinin takip edebileceği bir üretim planı sunuyor. Şubat ayında şirket, Kaliforniya, San Jose'deki fabrikasında yeni, son derece otomatikleştirilmiş üretim hattını kutlamak için kırmızı halı serdi. Eagle Hattı, Volkswagen gibi QuantumScape müşterilerinin (ki Volkswagen aynı zamanda QuantumScape'in en büyük yatırımcılarından biridir) kendi tesislerinde katı hal pillerini test etmelerine, hazırlamalarına ve üretmelerine olanak sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Ancak müşteri ortaklarıyla bile ölçeklendirme ne kolay ne de ucuz olacaktır. 11 Şubat'ta QuantumScape, dördüncü çeyrekteki sermaye harcamalarının 12,3 milyon dolar olduğunu ve bunun esas olarak Eagle Hattı için satın alınan tesis ve ekipmanları kapsadığını bildirdi. 2025 yılının tamamı için toplam maliyetler 36 milyon dolara ulaştı. Şirket, 2026 yılında daha da fazla harcama yapmayı ve toplamda 40 milyon ila 60 milyon dolar arasında bir rakama ulaşmayı bekliyor.

Üretim hattı, bazı uzman kuruluşların katı hal pillerine yönelik araştırma ve yatırım için kritik bir dönüm noktası olarak adlandırdığı bir ivme işaretidir. Amerikan Kimya Derneği'nin bir bölümü olan CAS'a göre, bu, "genellikle büyük atılımlardan ve yaygın benimsemeden hemen önce görülen" türden bir dönüm noktasıdır.

QuantumScape ivme kazanmış olabilir, ancak diğer otomobil üreticilerinden önce katı hal elektrikli araç pillerini piyasaya sürmeye yardımcı olabilir mi?

QuantumScape'in 'Gizli Formülü'

1970'lerin sonlarında icat edilen lityum iyon pil, ilk olarak 1991 yılında Sony tarafından yaygın olarak kullanılan HandyCam video kamerasını çalıştırmak için ticari olarak kullanıldı. Bugün bu teknoloji, iPhone'lardan elektrikli araçlara kadar her şey için standarttır.

Lityum iyon piller, verimli şarjı sağlayan sıvı elektrolitler içerir, ancak oldukça yanıcıdır. Katı hal piller ise sıvıyı katı elektrolitlerle değiştirir; QuantumScape'in durumunda, katı kısım lityum metaldir. Bu nedenle, daha yüksek enerji yoğunluğuna, gelişmiş güvenliğe ve daha uzun ömre sahip olup, yeni nesil elektrikli araçlar için daha iyi kullanılabilirlik sağlarlar.

2010 yılında kurulan QuantumScape, kurucu ortak ve Baş Teknoloji Sorumlusu Dr. Tim Holme'un üzerinde çalıştığı, gelişmiş enerji depolama üzerine Stanford'da yaptığı doktora sonrası araştırmasından doğdu.

Holme, lityum iyon pillerin elektrikli araçları erken benimseyenler için yeterince iyi olduğunu, ancak kitlesel pazarın maliyet, şarj süresi, güvenlik ve menzil açısından bir değişiklik gerektireceğini düşünüyordu. Bu nedenle QuantumScape, ilk birkaç yılını daha iyi bir pil yapmak için hangi malzemelerin kullanılabileceğini değerlendirmekle geçirdi, diyor.

Holme, “Şirketin ilk birkaç yılını hangi malzemeleri kullanacağımızı bulmaya çalışarak geçirdik ve sonraki 10 yıl boyunca da bu malzemeleri daha iyi bir pil yapmak için gereken maliyet, verimlilik ve kaliteyle nasıl üreteceğimizi bulmaya çalıştık” diyor.

Eagle Line'ın başarısının temelinde, cam bilimi, seramik teknolojisi ve optik fizikte küresel bir lider olan Corning ile ortaklığın ürünü olan QuantumScape'in tescilli ayırıcısı yer alıyor. Bu katı hal pillerini diğerlerinden ayıran özel unsur olarak lanse edilen ayırıcı, patentli katı seramik elektrolit ayırıcıdır.

Bu, enerji yoğun lityum metal anotun katoda temas etmesini önleyerek, şarj ve deşarj sırasında lityum iyonlarının pilin bir tarafından diğerine hareket etmesini sağlar. Yanmaz ve tutuşmaz malzeme ayrıca, ayırıcılardan dışarı doğru uzanan ve anot ile katot arasında kısa devreye neden olan, en iyi ihtimalle erken performans düşüşüne, en kötü ihtimalle ise pil yangınlarına yol açan lityum büyümeleri olan dendrit sorununu da çözer.

2020 yılının sonunda QuantumScape, tek katmanlı pil hücrelerinin test sonuçlarını yayınladı. Şirket, seramik ayırıcılarının yüksek güç oranlarında çalıştığını ve %80 kapasiteye 15 dakikada şarj imkanı sağladığını tespit etti. Ek olarak, veriler QuantumScape'in batarya teknolojisinin dayanıklı olduğunu, yüz binlerce kilometre elektrikli araç sürüşü için yeterli ömre sahip olduğunu ve -30 dereceye kadar aşırı sıcak ve soğuk sıcaklıklara dayanabildiğini gösterdi.

Kaynak: Inc