VW Destekli 24M Girişimi EV Pil Yangınlarına Cevap Olabilir

24M'nin Impervio ayırıcısını kullanan aşırı şarjlı bir pil ile kullanmayan bir pil arasındaki fark önemlidir.

ABD merkezli bir girişim olan 24M, pil yangınlarını önlemenin bir yolunu geliştirdi.

Impervio ayırıcısı, bir hücre aşırı şarj olduğunda dendrit oluşumunu önler.

Elektrikli araç pil yangınlarıyla uğraşılacak bir şey yoktur. İstatistiksel olarak yanmalı araçlara kıyasla gerçekleşme olasılıkları daha düşük olsa da, bir pil tutuştuğunda saatlerce hatta günlerce, bazen belirgin işaretler göstermeden yanabilir ve bu da bazı tehlikeli durumlara yol açabilir.

Ancak pil endüstrisindeki insanlar sadece oturup hiçbir şey yapmıyorlar - yenilik her zaman oluyor ve ABD merkezli girişim 24M'nin son keşfi, endüstriyi değiştirecek bu çığır açıcı buluşlardan biri olabilir.

Buna Impervio pil ayırıcısı deniyor ve kısaca, aşırı şarjlı pil hücrelerinin alev almasını önleyerek güvenliği önemli ölçüde artırabilir. Volkswagen destekli girişim, her ikisi de tam şarj edilmiş ve ardından %100 aşırı kapasiteye getirilmiş iki adet 10 amper-saat lityum nikel manganez kobalt grafit hücresini gösteren bir video yayınladı. Bir pili aşırı şarj etmek dendrit oluşumuna ve yangına veya patlamaya yol açabilen dahili bir kısa devreye neden olabilir.

Alttaki hücre hazır bir üniteyken, üstteki hücre 24M'nin Impervio ayırıcısına sahipti ve sonuçlar kendi adına konuşuyor. Bataklık standart hücre, test prosedürünün yaklaşık 38. dakikasında alev aldı ve 293 derece Fahrenheit sıcaklık gösterdi, Impervio ayırıcıya sahip 24M yapımı hücre ise bir saatlik test boyunca stabil kaldı ve hiçbir zaman 86 derecenin üzerine çıkmadı.

"Pil güvenliği, EV'lerin yaygın olarak benimsenmesinin önündeki en büyük engeldir," dedi 24M Başkanı ve CEO'su Naoki Ota. "Dünya genelindeki son EV yangınları, neden yeni pil güvenliği yeniliklerine ihtiyaç duyulduğunu vurguladı. Sürdürülebilir bir enerji geleceği, pil yangınlarını önlemeye ve pil inovasyonu için yeni fırsatlar yaratmaya yardımcı olabilecek Impervio gibi yeniliklerle mümkündür."

Şirket, 24M'nin ayırıcısının hücreyi tek tek elektrot seviyesinde kontrol ederek dendrit yayılmasını engellediğini söyledi. Eklenen güvenlik katmanı, hücrenin elektrokimyasını izleyerek ve olası bir kısa devre durumunda bir emniyetin uygulanmasını sağlayarak termal kaçakları önleyebilir, diye ekledi 24M.

24M'nin Impervio pil ayırıcısı

Cambridge merkezli girişim, pil yangını riskini en aza indirmenin yollarını arayan tek girişim değil. Birkaç gün önce LG Chem'in sıcaklığa duyarlı "güvenlik takviyeli katmanı" hakkında bir rapor yayınlamıştık. Bu katman, sıcaklığa bağlı olarak elektrik direncini değiştirebilir ve aşırı ısınmanın erken aşamalarında elektrik akışını engelleyen bir "sigorta" görevi görebilir.

Bu yenilikleri mümkün olan en kısa sürede sihirli bir şekilde uygulamaya koyabilirsek harika olurdu. Ancak gerçek şu ki, hem 24M'nin hem de LG Chem'in pil yangınlarını önleme çözümlerinin EV'lerde standart özellik haline gelmesine en az birkaç yıl var.

Kaynak: InsidesEvs Global

Katı hal pilleri henüz yetişemeyebilir - ancak silikon anotlar EV'leri çalıştırma yarışını kazanıyor

Elektrikli araçlar için geliştirilmiş güç ve daha hızlı şarj yetenekleri vaat eden silikon bazlı anotlar hakkındaki söylentiler son aylarda artıyor - tıpkı katı hal pilleri hakkındaki söylentilerin sönmüş gibi göründüğü gibi.

Bu, artan elektrikli araç satışlarının küresel pil talebini artırmaya devam etmesi ve otomotiv devlerini tam elektriklendirme yolunda büyük hücre üreticileriyle iş birliği yapmaya teşvik etmesiyle birlikte geliyor.

"Bir at yarışı varsa, silikon en azından şu anda önde görünüyor," dedi ABD hükümetinin Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki Enerji Depolama Bilimi İşbirlikçi Merkezi direktörü Venkat Srinivasan.

Elektrikli araçlar için yeni nesil pil teknolojilerinin ticarileştirilmesi yarışında silikon anotlar öncülük ediyor gibi görünüyor.

Elektrikli araçlar için geliştirilmiş güç ve daha hızlı şarj yetenekleri vaat eden silikon bazlı anotlar hakkındaki söylentiler son aylarda artıyor - tıpkı katı hal pilleri hakkındaki söylentilerin sönmüş gibi göründüğü gibi.

Bu, artan EV satışlarının küresel pil talebini artırmaya devam etmesi ve otomotiv devlerini tam elektriklendirme yolunda büyük hücre üreticileriyle iş birliği yapmaya teşvik etmesiyle birlikte geliyor.

Bazı OEM'ler (orijinal ekipman üreticileri) katı hal pil geliştiricileriyle anlaşmalar imzalarken, Mercedes, Porsche ve GM gibi otomobil üreticileri, EV'lerin arkasındaki bilimde dönüştürücü bir değişim sağlamak için silikon anotlara büyük bahis oynadılar.

Danışmanlık şirketi IDTechEx'in yakın tarihli bir raporunda, gelişmiş silikon anot malzemelerinin pil performansının kritik alanlarını iyileştirmek için "muazzam" bir vaat olduğu belirtildi ve bu potansiyelin otomobil üreticileri ve pil endüstrisindeki kilit oyuncular tarafından fark edilmediği belirtildi.

Ancak, yaygın bir şekilde benimsenmesi için çevrim ömrü, raf ömrü ve belki de en önemlisi maliyet gibi zorlukların ele alınması gerektiği konusunda uyarıldı.

ABD hükümetinin Chicago'daki Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki Enerji Depolama Bilimi İşbirlikçi Merkezi müdürü Venkat Srinivasan, silikon anotların katı hal pillere göre daha üstün göründüğünü söyledi.

"Bir at yarışı varsa, silikon en azından şu anda önde görünüyor, ancak ikisini de ticarileştirmedik," dedi Srinivasan CNBC'ye görüntülü konferans yoluyla.

Srinivasan beş yıl önce silikon anot pillerinin yaklaşık bir yıllık bir takvim ömrüne sahip olduğunu söylemişti, ancak son veriler bu malzemelerin dayanıklılığında çarpıcı bir iyileşme gösteriyor ve bazı testler artık üç ila dört yıllık bir takvim ömrü öngörüyor.

Bir pilin kaç kez şarj edilip boşaltılabileceğini sayan döngü ömrünün aksine, takvim ömrü zaman içindeki bozulmayı ölçer. Tipik olarak, bir pilin takvim ömrü, kullanımından bağımsız olarak, ilk kapasitesinin %80'inden fazlasında çalışabildiği dönemi ifade eder.

Srinivasan, sürdürülebilir sürüşün "kutsal kasesi" olarak uzun süredir duyurulan katı hal pillerinin, silikon anotların son dönemde kaydettiği ilerlemeye yetişebilmesi için daha katetmesi gereken uzun bir yol olduğunu söyledi.

"Bu geçişin hala metal pilleriyle katı hallerde yapılması gerekiyor ve bu yüzden insanlardan, hey, bu vaadin gerçekleşmediği anlaşılıyor," diyor Srinivasan.

"Bu, oraya varamayacağımız anlamına gelmiyor. Birkaç yıl içinde gerçekleşebilir. Sadece bugün silikonun teknoloji hazırlık seviyesinin farklı bir noktasında olduğu hissiyatı anlamına geliyor."

Silikon anotlar ve katı hal piller

Analistler, silikon anotların teorik olarak günümüzde pil anotlarında yaygın olarak kullanılan grafitten 10 kat daha fazla enerji yoğunluğu sunduğunu söylüyor. Yine de, aynı malzemeler genellikle çok fazla silikon kullanıldığında hızlı bozulmaya maruz kalıyor.

"Silikon anotlar ve katı hal piller, yüksek performanslı pil hücrelerinin sınırlarını zorlamayı amaçlayan EV pil pazarındaki iki yeni teknoloji trendidir," dedi Benchmark Mineral Intelligence'da kıdemli araştırma analisti olan Rory McNulty, CNBC'ye e-posta yoluyla.

McNulty, genellikle daha iyi pil performansının uzun ömürlülük veya güvenlik pahasına geldiğine işaret etti. Örneğin, silikon anotların şarj sırasında önemli ölçüde şiştiği ve bunun da pilin uzun ömürlülüğünü azalttığı bilinmektedir.

Karşılaştırıldığında, McNulty, katı hal pillerin, silikon ve lityum gibi yüksek enerji yoğunluklu malzemelerin kullanılmasının zorluklarıyla mücadele ederek, yüksek performanslı elektrot malzemelerine karşı elektrolitin kararlılığını büyük ölçüde iyileştirdiği iddia edildiğini söyledi.

Adından da anlaşılacağı gibi, katı hal piller seramik gibi malzemelerden yapılmış katı bir elektrolit içerir. Bu, onları sıvı elektrolit içeren geleneksel lityum iyon pillerden farklı kılar.

Japonya'nın Toyota ve Nissan'ı, önümüzdeki yıllarda katı hal pillerini seri üretime sokmayı hedeflediklerini söylerken, Çin'in SAIC Motor Corp'unun Eylül ayı başında MG markasının önümüzdeki 12 ay içinde arabaları katı hal pilleriyle donatacağını söylediği bildirildi.

Bununla birlikte, analistler katı hal pillerinin ne zaman piyasaya sürüleceği konusunda şüpheci olmaya devam ediyor.

Stratejik bir fırsat mı?

Danışmanlık şirketi Fastmarkets'ta pil hammaddeleri analisti olan Georgi Georgiev, CNBC'ye e-posta yoluyla yaptığı açıklamada, "Silikon bazlı anotlar, anot alanında yeni nesil teknoloji olmayı vaat ediyor ve daha hızlı şarj için bir çözüm sağlıyor." dedi.

Georgiev, Çin ve Güney Kore'deki köklü anot tedarikçilerinden Tayvan'ın ProLogium ve ABD'li üreticiler Group14 ve Sila Nanotechnologies gibi yeni oyunculara kadar çeşitli sektör oyuncularının silikon anotların potansiyelini araştırdığını söyledi.

Georgiev, "Özellikle Batı'da, silikon anotlar alanındaki ilerlemeler, küresel anot pazarının %98'ini elinde tutan Çinli anot üreticileriyle grafit bazlı anot tedarik zincirlerine hakim olan Çin'i yakalamak için stratejik bir fırsat olarak görülüyor" dedi.

"Ancak, pillerin ömrünü etkileyen silikon genişlemesi gibi %100 silikon anot için önemli teknik zorluklar var ve şu anda silikon anot üretmek için çeşitli yollar var" diye ekledi.

Tayvanlı pil üreticisi ProLogium, geçen ay Paris Motor Show'da dünyanın ilk tam silikon anot pilini tanıttı ve yeni hızlı şarj pil sisteminin yalnızca performans ve şarj verimliliğinde geleneksel lityum iyon pilleri geride bırakmakla kalmayıp aynı zamanda "kritik endüstri zorluklarını" da aştığını söyledi.

ProLogium, test verilerine atıfta bulunarak, %100 silikon anot pilinin sadece 5 dakikada %5'ten %60'a kadar şarj edilebileceğini ve 8,5 dakikada %80'e ulaşabileceğini söyledi. Bu gelişmeyi "rekabetçi EV pazarında eşsiz bir başarı" olarak nitelendirdi ve bu da şarj sürelerini azaltmaya ve EV'lerin menzilini uzatmaya yardımcı olacak.

Fastmarkets'tan Georgiev, silikon anotların ticarileştirilmesiyle ilgili büyük bir soru işaretinin üretim maliyeti ve büyük silikon anot üreticilerinden herhangi birinin "tutarlı bir kalitede ve rekabetçi bir fiyata ölçekte malzeme üretip üretemeyeceği" olduğunu söyledi - [OEM'lerin] başlıca gereksinimlerinden biri.

"Şu aşamada silikon anotlar daha çok grafit bazlı anotlara katkı maddesi olarak kullanılıyor ve önümüzdeki yıllarda anotta silikon payının artmasını bekliyoruz, ancak grafitle birlikte, %100 silikon anotların kitle pazarına girmesi daha uzun zaman alacak" diye ekledi.

Kaynak: CNBC

 

ABD firmasının %100 silikon EV pili %50 daha fazla güç sunuyor, 10 dakikada şarj oluyor

Yeni nesil pil teknolojilerini ileriye taşıyan bir ABD firması, grafiti tamamen değiştirerek yüzde 100 silikon anotlu üniteler üretme planlarını açıkladı.

Sionic Energy pilinin performansı, Group14 Technologies tarafından geliştirilen SCC55 adlı patentli bir silikon-karbon kompozitine dayanıyor.

Şirket, pillerinin kilogram başına en az 330 watt-saat (Wh/kg) ve litre başına 842 watt-saat (Wh/L) sağladığını ve 1.200 çevrime kadar kullanım ömrüne sahip olduğunu iddia ediyor. 4Ah ila 10Ah hücre formatlarında test ediliyorlar.

Bu arada Group14, 2025'in başlarında Washington, Moses Lake'te yılda 4.000 ton SCC55 üreten bir üretim tesisi açmayı planlıyor. Malzeme 20 GWh hücreyi destekleyebilir ve 200.000'e kadar EV'ye veya milyonlarca cihaza güç sağlayabilir. Silikon anotlar %50 daha yüksek enerji yoğunluğu ve 10 dakikalık EV şarjı sunar.

Şirket bir bildiride, "Mevcut lityum iyon pil üretim süreçlerine sorunsuz bir şekilde entegre olmak üzere tasarlanan Sionic'in Silikon Pil Platformu, enerji yoğunluğu, uzatılmış çevrim ömrü ve hızlı şarj oranları açısından silikon malzeme performansını en üst düzeye çıkarır" dedi.

Yeni nesil piller

Yeni nesil EV pillerini ticarileştirme çabaları, katı hal pilleri de dahil olmak üzere çeşitli teknolojilerin geliştirilme ve test aşamasında olmasıyla yoğunlaşıyor.

Bununla birlikte, silikon anotlar bu yarışta öncü olarak ortaya çıkıyor ve ticari hazır olma konusunda katı hal alternatiflerini geride bırakıyor. Çoğu lityum iyon pil anot olarak grafit kullanırken, silikon önemli bir avantaj sunarak oda sıcaklığında yaklaşık 3600 mAh/g sağlayarak enerji yoğunluğunu büyük ölçüde artırıyor.

Şimdiye kadar, silikonun grafit yerine kullanılması, büyümesini kontrol edememesi ve çevrim ömrünü makul bir maliyetle uzatamaması nedeniyle engellendi.

Group14'ün SCC55'i, grafitin kapasitesinin beş katını ve lityum iyon anotlar için %50 daha fazla enerji yoğunluğunu sunan bir silikon-karbon kompozitidir.

Malzeme, destekleyici bir iskele içinde silikon parçacıkları bulunan bir nanometre süngeri işlevi görür. Gözenekli tasarım, silikonun güvenli bir şekilde genişlemesini sağlar ve lityum iyonlarının elektrolit ile olumsuz reaksiyonlara neden olmadan geçmesini sağlar. Amorf silikon yapısı, kristalin alternatiflerine kıyasla üstün stabilite ve çevrim ömrü sunar.

Tak-çıkar bir çözüm olarak tasarlanan SCC55, grafit ile karışabilir veya grafitin yerini alabilir ve EV'ler, elektronik cihazlar ve şebeke depolama için gelişmiş piller sağlar.

Enerji yoğunluğu artışı

Sionic, yeni nesil piller için SCC55'i ve yenilikçi pil platformunu birleştirmeyi amaçlamaktadır. Şirketin silikon anot tasarımı, mevcut üretim süreçlerine kolay entegrasyon için yüksek kapasitelerde (> %50) uygun maliyetli silikon malzemenin kullanılmasına olanak tanır.

Teknoloji, basit kimyasal katkı maddeleri ve gelişmiş elektrolitler kullanarak hücre genişlemesini yüzde 10'un altına düşürüyor, enerji yoğunluğunu yüzde 50'ye kadar artırıyor ve maliyetleri yüzde 30'a kadar azaltıyor.

Tüm Li-ion katot malzemeleriyle uyumlu olan platform, mevcut Li-ion piller için ölçeklenebilirlik sunuyor ve yeni nesil katot tasarımlarıyla performansı koruyor. Şimdi, silikon pil teknolojisinin eşsiz bir performans sağladığını, 330 Wh/kg'lık özgül bir enerji ve 842 Wh/L'lik hacimsel bir enerji yoğunluğuna ulaştığını iddia ediyor.

Bu pillerin 4Ah ila 10Ah arasında değişen hücre formatlarında 1.200 çevrime kadar dayanacak şekilde test edildiği belirtiliyor. Buna karşılık, Tesla'nın nikel açısından zengin 4680 hücrelerinin 272–296 Wh/kg ve 716 Wh/L sunduğu bildiriliyor.

IEEE Spectrum'a göre Sonic, 370 Wh/kg ve 1.000 Wh/L'lik 20Ah'lik bir pili de test ediyor, ancak çevrim ömrü şu anda yalnızca yaklaşık 600. 2025 yılına kadar dayanıklılığı artırmak ve doğrulama için müşterilere 20Ah'lik hücreler göndermeye başlamak için planlar var.

İlginçtir ki, Group14 tarafından geliştirilen silikon-karbon materyaline dayanan Sionic teknolojisi, mevcut lityum-iyon üretim tesislerine kolayca entegre edilebilir. Şirket bir bildiride, "Sionic'in Silikon Pil Platformu, silindirik, kese ve prizmatik hücre formatlarını barındırarak şirketin platform lisanslama modelinin büyük ticari pazarlarda benimsenmesini hızlandırmasını ve genişletmesini sağlıyor" dedi.

Sionic, teknolojisini ve fikri mülkiyetini lisanslamayı planlıyor ve tüketici elektroniği ile eVOTL havacılık ilk uygulamalar olması bekleniyor.

Kaynak: IE