Elektrikli araçlarda en önemli problemlerden biri şarj süresinin çok uzun olmasıdır. Ayrıca halen çoğu araçta menzil problemi var. İşte bu nedenle sürücülerde pillerin bitme korkusu var. Saatlerce süren şarj süreleri elektrikli araçlar için en büyük dezavantajlardan birini oluşturuyor. Penn State Üniversitesi’nden bilim insanları batarya darboğazından çıkmak için sadece birkaç dakikada şarj olabilecek lityum batarya geliştirdi.
Yeni geliştirilen bataryanın 10 dakikada 300 ila 500 km menzil sağlayabileceği gösterildi.
Elektrikli araba bataryaları da aynı akıllı telefon, tablet, laptop bilgisayarınız gibi lityum-iyon pil içeriyor. Fakat lityum pil teknolojisinden dolayı zamanla şarj kapasiteleri düşerek, belli bir zaman sonra bozunarak ömürleri bitiyor.
Lityum-iyon pillerin ömrünü en çabuk bitiren faktör ise ısıdır. İşte bu ısı problemi ABD Enerji Bakanlığı’nın üretmek istediği hızlı şarj sistemleri için engel teşkil ediyordu. Penn State araştırmacılarının geliştirdiği ekstrem hızlı şarj teknolojisi (extreme fast charging –XFC) sayesinde 10 dakikada tümüyle şarj olarak, 320 km menzil sağlayabiliyor.
10 Dakikada 500 km Menzil
“Bu pil teknolojisi sayesinde elektrikli arabaları 10 dakikada şarj ederek 320 ila 500 km arası menzil sağlayabileceğimizi gösterdik. Bu sayede 2,500 şarj döngüsü ya da 800 milyon km ömür sağlayabiliriz,” diyor kimya mühendisi Chao-Yang Wang.
Eğer bu batarya tasarımı ölçeklenebilirse, arzu edilen ekstrem hızlı şarj teknolojisine ulaşılabilir.
“XFC üretiminde en kritik bariyer Li kaplamadır. Yüksek şarj hızlarında pil ömrü ve güvenliği hızla kötüleşiyor,” deniyor araştırmada.
Lityum kaplama esnasında , lityum anot etrafında birikir. Yüksek sıcaklık lityum iyon piller için kötü olsa da, kısa süreli sıcaklık yükselmesinde daha az lityum kaplaması(plakalaşması) olduğu görüldü.
“Öncesinde, lityum iyon bataryalar için yüksek ısıdan uzak durmak gerektiğine inanılıyordu. Fakat bu yeni araştırmamızda sınırlı sürede yüksek ısı maruziyetinin lityum kaplanmasını azalttığına dair faydalar olduğunun altını çiziyoruz,” diyor Wang.
Araştırmacılar bataryaların 10 dakikaya varan şarj esnasında 60 0C sıcaklığa yükseldiğini keşfetti.
Teorik XFC standartına göre 1,700 döngüye çıkacağı düşünülüyor.
Buna karşın , ısınmayan kontrol pillerinin 60 dönüşüm sonrasında bozunduğu gözlendi. Normalde bir bataryada 60 C’ye çıkmak yasaklanmış bölgeye giriş anlamına geliyor. Bu sıcaklık normalde malzeme için tehlikeli ve pil ömrünü hızla azaltıyor.
Yapılan kontrol testlerinde, ısıtma tekniği ile lityum kaplanmasını engelliyor fakat şarj süresinin çok kısa olması lazım. Böylece pilde katı elektrolit iç fazları gibi zararlı oluşumların gelişimlerinden kaçınılıyor.
Şimdi araştırmacılar pili sadece 5 dakikada tümüyle şarj etmeyi sağlayacak yeni materyaller araştırıyor.
Bulgular Joule dergisinde yayınlandı.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/this-new-technology-can-fully-charge-an-electric-car-in-just-10-minutes
