Elektrikli araçlar için (EV) katı-hal batarya teknolojilerindeki ilerleme, elektrikli araç tüketicilerine lityum-iyon bataryalardan daha küçük, daha hafif ve daha güvenli bir batarya ile daha hızlı şarj ve daha uzun menzil vaat ediliyor. Katı-hal bataryaların elektrikli araçlar ile ne zaman hayatımıza gireceği konusunda hep soru işaretleri olmuşsa da özellikle Toyota'nın 2023 yılındaki duyuruları, bunun çok yakın zamanda gerçekleşeceğine dair var olan görüşleri güçlendirdi diyebiliriz.
Katı-Hal Batarya (Solid-State Battery) Nedir?
Katı-hal bataryaları; lityum iyonlarının anot ve katot arasında elektrolit aracılığı ile transfer edildiği bir lityum-iyon batarya çeşidi olarak düşünebiliriz. Ancak katı-hal bataryalarında elektrolit lityum-iyon bataryalarda olduğu gibi sıvı veya jel yapıda değil, cam seramik veya plastik polimerden üretilmiş katı bir yapıdan meydana gelir. Katı-hal bataryalarda lityum-iyon bataryaların içerdiği gibi sıvı elektrolit yerine katı elektrolit kullanılması, bu bataryaların hacim olarak daha küçük, ağırlık olarak ise daha hafif olmasını sağlar.
Katı-Hal Batarya ile Daha Fazla Güç
Katı elektrolit kullanımı daha hızlı elektron transferi demek. Bu da elektrikli araçlarda daha hızlı şarj ve daha fazla enerjinin depolanması anlamına geliyor. Konvansiyonel lityum-iyon bataryalara göre katı-hal bataryaları daha hafif ve daha az hacim kapladığından dolayı, bu artan enerji depolama kapasitesi ve daha hızlı şarj imkânı ile birlikte daha ağır araçların elektrifikasyonunun hızlanacağını öngörebiliriz (otobüs ve tır gibi). Bunun yanında daha az hacimli ve daha hafif araç bataryaları araç üretim maliyetlerini de aşağı yönlü etkileyecektir.
Katı-Hal Batarya ile Daha Yüksek Güvenlik
Mevcut lityum-iyon elektrikli araç bataryalarının yaklaşık %25'ini sıvı elektrolit oluşturuyor. Her ne kadar kullanılan gelişmiş BMS'ler (batarya yönetim sistemleri) elektrikli araçlar için yangın riskini bir problem olmaktan çıkarsa da sıvı elektrolit kullanımının sebep olabileceği olası sızıntılardan dolayı termal kaçakların oluşması açısından halen bir risk teşkil ediyor. Bu yüzden katıl-hal bataryalarda kullanılan katı elektrolit, sızıntı riskini azaltarak termal kaçak riskini de azaltacaktır.
Katı-Hal Batarya: Çığır Açan Teknoloji
Toyota'nın 2023'te yapmış olduğu duyurular ve paylaştığı yol haritası, katı-hal batarya kullanan elektrikli araçların piyasaya çıkmasının çok yakın olduğunu gösteriyor. Toyota'ya göre bu 2027-2028 yıllarında katı-hal batarya kullanan EV'lerin seri üretimine geçmeleri ile gerçekleşecek.
Katı-Hal bataryaların neden çığır açan bir teknoloji olarak adlandırıldığını, Toyota'nın elektrikli araçlar ile ilgili paylaştığı yol haritasına bakara anlayabiliriz. Otomotiv devi, 2027-2028 itibari ile piyasaya süreceği katı-hal batarya kullanan elektrikli araçların 1000 km'den fazla menzile ve 10 dakika kadar çok kısa sürecek olan hızlı şarja sahip olmalarını hedefliyor. Bu EV'lere olan talebin çok hızlı bir şekilde muazzam derecede artması demek olabilir.
Sonuç
Elektrikli araç alanındaki teknolojik rekabetin bir sonucu olarak hızla gelişen batarya teknolojilerinden biri olan katı-hal bataryaları, elektrikli araç pazarının yanında enerji depolama sistemleri sektöründe de çok ciddi ilerlemelere neden olacaktır. Artan sürüş menzilinin elektrikli araçlar için getireceği cazibe özellikle ev tipi enerji depolama sistemlerinin gelişmesine katkıda bulunacaktır.