ŞANGHAY -- Elektrikli araçların geleceğini yeniden şekillendirebilecek önemli bir gelişmeyle, Çinli araştırmacılar katı hal lityum pil arızalarının arkasındaki bir mekanizmayı belirledi.
Bu, Çin'in lityum pil endüstrisinde küresel bir lider haline gelmesiyle geldi. Ülke artık, özellikle Japonya ve Kore Cumhuriyeti'nden rakipleriyle birlikte, yeni nesil pil teknolojilerini benimsemek için yarışıyor.
Önümüzdeki on yılda en umut verici çözümlerden biri olarak kabul edilen katı hal piller, enerji depolamada devrim yaratabilir. Ancak, teknik engellerin üstesinden gelmek en büyük güncel zorluk olmaya devam ediyor.
KÖK NEDENİ BULMAK
Geleneksel pillerde kullanılan sıvı elektrolitlerin aksine, katı elektrolitler, şarj döngüleri sırasında lityumun genleşmesi ve büzülmesinden kaynaklanan gerilmeleri absorbe etmekte zorlanırlar.
Bu gerilmeler, çatlamalara veya dendritlerin oluşumuna neden olabilir - kısa devrelere yol açabilen, iğne benzeri küçük yapılar - böylece teknolojinin sanayileşmesi için büyük zorluklar oluşturur.
Tongji Üniversitesi ve Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar, yeni çalışmalarında, katı hal pil arızalarının lityum metal anotun döngü yorgunluğu ile yakından ilişkili olduğunu buldular.
Ayrıca, bu yorgunluğun, bir ataşın defalarca bükülmesi gibi, sonunda kırılana kadar zayıflaması gibi, iyi tanımlanmış mekanik prensiplere uyduğunu gözlemlediler.
Cuma günü Science dergisinde yayınlanan bu keşif, pil ömrü döngülerini tahmin etmek için nicel bir çerçeve sunuyor ve daha uzun ömürlü enerji depolama sistemleri tasarlamak için yeni yollar açıyor.
"Çalışma, katı hal pillerdeki lityum metal anotların performansında yorgunluğun önemini kabul ediyor," diye belirtti ABD'li iki pil bilimcisi Jagjit Nanda ve Sergiy Kalnaus, araştırmaya ilişkin bir perspektifte.
PİL DEVRİMİ
Bu araştırma, Çin'in son yıllarda elektrokimyaya yaptığı sürekli Ar-Ge yatırımlarının altını çiziyor. Bu atılımlar artık Çin'in endüstriyel avantajını besliyor ve ülkenin pil teknolojisindeki yaklaşan devrimde başarısını tekrarlaması için zemin hazırlıyor.
Sıvı elektrolitler yerine katı olanları kullanan katı hal piller, geleneksel sıvı lityum-iyon pillere (200-300 Wh/kg) göre çok daha yüksek enerji yoğunluğuna (500 Wh/kg'ye kadar) ulaşır. Bu, aynı hacimde daha fazla enerji sağlar ve pil boyutunu küçültür.
Ayrıca daha iyi termal kararlılığa, yanmazlığa ve sıvı sızıntısı riskinin olmamasına sahiptirler, bu da kendi kendine tutuşma ve patlama riskini önemli ölçüde azaltır.
Yeni enerji güç sistemleri uzmanı ve Tsinghua Üniversitesi'nde profesör olan Ouyang Minggao, 500 Wh/kg enerji yoğunluğuna ulaşmanın, 2027'nin çığır açan yenilikler için önemli bir yıl olmasıyla, malzeme bilimindeki kritik ilerlemelere bağlı olacağını öngördü.
Çinli pil devleri CATL ve BYD, 2027'yi katı hal pillerin küçük ölçekli üretimi için hedef olarak belirledi.
Bilimsel ekipler, teknolojilerin ticarileşmesini hızlandırmak için ön cephedeki pil şirketleriyle işbirliğini yoğunlaştırıyor.
Çin Bilimler Akademisi bünyesindeki Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüsü, katı hal piller gibi en son teknolojilere odaklanarak BYD ile bir işbirliği anlaşması imzaladı.
BYD'nin pil bölümünün CTO'su Sun Huajun, katı hal pillerin 2030 civarında büyük ölçekli bir uygulamaya ulaşacağını öngördü.
Çin'in tamamen katı hal pillerin seri üretimindeki avantajı, geniş endüstri ve pazar ölçeklerinde yatmaktadır.
"En eksiksiz endüstriyel zincir, en büyük pazar ve en çok araştırmacı ile, bu teknolojiye yönelik Çin'in yaklaşımına ve yol haritasına son derece güveniyoruz," dedi SAIC Motor'un başkan yardımcısı Zu Sijie.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
