Elektrikli araç bataryalarının ömrünü iki katına çıkarmanın basit yolunu önerdiler
Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, elektrikli araç bataryalarında sürekli basıncın bataryaların ömrünü iki katına çıkarabileceğini keşfetti.
Bu çok cesaret verici bir açıklama, çünkü pil tasarımındaki küçük değişiklikler bile pil ömrünü %5-10 oranında artırabilir. Pil ömründeki önemli bir artış, yalnızca kullanılan pil sayısını azaltmakla kalmayacak , aynı zamanda nikel ve kobalt madenciliğinin çevresel etkisini de azaltacaktır.
Ancak, basıncın doğru bir şekilde ölçülmesi gerekir, çünkü çok yüksek veya çok düşük değerler bataryaya zarar verebilir. Araştırmacılar, kimyasal madde kullanmadan batarya basıncını gerekli seviyede tutmak için özel bir cihaz geliştirdiler.
En basit lityum iyon pil tasarımı, bir anot, bir katot ve bunların arasında bir elektrolit içerir. Her şarj-deşarj döngüsü sırasında , lityum iyonları anottan katoda ve tekrar geri hareket eder. Bu, pilin nefes alıyormuş gibi fiziksel olarak genleşmesine ve büzülmesine neden olur.
Çalışmanın liderlerinden Profesör Michael De Volder’in açıkladığı gibi, piller genellikle bu döngüyü sevmez. Çalışmanın bir parçası olarak, De Volder ve meslektaşları, pnömatik körükler kullanarak torbayı sıkıştıran bir cihaz geliştirdiler; bu körükler, kendi kendini ayarlayan bir kelepçe görevi gören küçük hava yastıklarıdır. Körükler sabit basıncı korurken, bir sensör şarj ve deşarj sırasında kapasitedeki en ufak değişiklikleri izler.
“Biz sadece piyasada bulunan pilleri satın aldık ve çeşitli basınçlarda ömürlerini test ettik. Elektrolit veya elektrotlarda herhangi bir değişiklik yapmamıza gerek kalmadı,” diye ekliyor De Volder.
Araştırmacılar, üretilen basıncın yaklaşık 12,5 bar olması gerektiğini belirlediler; bu, düğme pillerdeki standart basıncın yaklaşık dört katıdır. Bu aralığın ötesinde piller daha hızlı bozulur. Aşırı basınç, anot üzerinde lityum birikintilerinin oluşmasına yol açar. Aşırı basınç, katotta çatlamaya neden olabilir.
“Her şarj ve deşarj döngüsü boyunca nispeten sabit bir basıncı korumanın, pilin genel ömrünü önemli ölçüde uzattığını tespit ettik. Basınç çok yüksek olursa, anot düzensiz çalışır. Basınç çok düşük olursa, katot bozulmaya başlar. Araştırmamız, piller için en uygun basıncı belirledi,” diye vurguluyor De Volder.
Araştırma henüz başlangıç aşamasında olsa da, özellikle kullanılmış elektrikli araç bataryaları için uzun vadeli etkileri olabilir. Teknoloji laboratuvar koşullarında test edildi, ancak ticari kullanım için ölçeklendirilmesi gerekiyor.
