Katı hal pilleri (Solid-State) elektrikli arabaları nasıl dönüştürebilir?

Katı hal pilleri (Solid-State) elektrikli arabaları nasıl dönüştürebilir?

Elektrikli otomobiller için lityum iyon pilleri mükemmelleştirmedik, ancak onların yerini alma yarışında zaten. Katı hal pilleri, varis olarak en çok vızıltıyı alıyor: Savunucuları, Tesla Model 3 ve Chevy Bolt gibi günümüzün en iyi elektrikli araçlarına kıyasla daha uzun menzil, daha hızlı şarj ve daha uygun fiyatlı elektrikli arabalar sunacaklarına söz veriyor.

Katı hal bataryası tam olarak şudur: Tipik bir lityum iyon (li-iyon) pil oluşturan hafif lapa gibi yahniden ziyade sert malzemelerin sıkı bir şekilde sıkıştırılmış düzenlemesi. Bu katı hal bileşimi ve yapısı, birçok iyileştirme vaat eden bir elektrokimyasal cihaz sağlar:

Daha fazla enerji yoğunluğu. Bu, mevcut aralığın iki veya daha fazla katı veya muhtemelen aynı menzile sahip ancak daha hızlı şarj olan çok daha küçük, daha hafif ve daha ucuz bir pil içeren bir EV anlamına gelebilir.
Daha hızlı şarj. 15 dakikada% 80'lik bir şarj tahminleri, katı hal, günümüzün en iyi li-ion uygulamalarına eşit veya biraz daha hızlı olacak performansla çok fazla tartışılıyor.
Daha uzun ömür. Katı hal teknolojisi, GM'nin bir milyon mil ömürlü pil üretme planının önemli bir parçası, elektrikli araçların satın alınabilirliği denklemini değiştiriyor ve 100.000 ila 150.000 mil sonra geri dönüşüme ihtiyaç duyan dağlardaki toksik pillerle ilgili endişeleri azaltıyor.
Termal kararlılık. Katı hal tasarımları, yangına neden olabilecek daha az termal kaçma olasılığı vaat ediyor. Li-ion piller bunun için kötü bir üne kavuştu.
Ama elbette katı halle ilgili bir veya iki sorun var:

Genleşme ve daralma. Katı hal piller, piller şarj olurken ve boşalırken geçirdikleri bu doğal değişikliklere karşı hassastır. Bu tür bir hareket, katı hal malzemelerin sıkı ve hassas düzenini bozabilir ve bu tür bir davranış için kontrol edilmediği veya tasarlanmadığı takdirde pilin arızalanmasına neden olabilir.
Dendritler. Bunlar, katı hal pilde büyüyebilen, malzeme katmanlarının kesin bölünmesini bozan ve pilin arızalanmasına neden olan invaziv, kök benzeri yapılardır.
Gider. Yeni teknoloji olarak, katı hal pilleri, daha büyük ölçeğe ve üretim iyileştirmesine ulaşana kadar hala inanılmaz derecede pahalıdır.
Avda kim var? Belki de en çok konuşulan, VW'nin özellikle yatırım yaptığı QuantumScape'tir. Beklentiler, 2024'te bir VW EV için katı hal bataryası üretecekleridir. Toyota, katı hal bataryası kullanan çok sınırlı bir üretim araca sahip olacağını söylüyor. Tesla'nın Gigafactory'deki geleneksel li-ion piller konusunda ortağı olan Panasonic ile ortaklaşa 2025 yılına kadar.

Bollore of France'ın yolda katı haldeki akülü araçlar var, ancak bunlar otobüs, binek otomobil değil. Bu tür yönetilen filolar altyapıya ve pilleri çok özel koşullar altında çalıştırabilen bir kullanım döngüsüne izin verir, ancak Bollore 2026 yılına kadar bir binek otomobili sürümünü hedefliyor.

Solid Power, zorlukları biraz daha farklı görüyor ve günümüzün li-ion pilleriyle aynı üretim hatlarında üretilebilen bir katı hal pil tasarlamayı hedefliyor ve bunlara büyük mevcut ve planlanan yatırımlardan yararlanmak için. Yeni teknolojiye mali açıdan verimli bir geçiş arayan bu yaklaşıma BMW ve Ford'dan yatırım çektiler.

Katı hal bataryası, anından birkaç yıl uzakta, ancak bu bahisler karşılığını verirse, teknoloji, mevcut li-ion teknolojisini kullanan araçlara kıyasla bir EV'nin hala mücadele eden lezzetini kabaca ikiye katlayabilir.

Kaynak: ROAD SHOW