Finlandiyalı girişim Donut Lab, geliştirdiği katı hal bataryasının yüksek sıcaklık ortamlarında nasıl performans gösterdiğini test etti. VTT Teknik Araştırma Merkezi tarafından gerçekleştirilen testler, bu bataryanın aşırı sıcaklıklarda (100 derece Celsius’a kadar) enerji boşaltabildiğini ve hatta kapasitesinin arttığını ortaya koydu.
Deneyde, 3.6V/26 Amp-saat kapasitesindeki katı hal bataryası üç farklı sıcaklıkta test edildi: 20°C (oda sıcaklığı), 80°C (yüksek sıcaklık) ve 100°C (aşırı sıcaklık). VTT, bataryanın doğru çalıştığından emin olmak için üzerine fiziksel baskı uyguladı ve bir sıcaklık kontrollü odada soğutucu üzerine yerleştirdi.
Sonuçlar, Finlandiyalı girişimin katı hal bataryasının 100 C sıcaklıkta enerji boşaltmaya devam edebilmesinin yanı sıra, aslında verimliliğinin arttığını gösteriyor.
Oda sıcaklığında, batarya 24.9Ah kapasite sağladı ve bu da diğer testler için karşılaştırma noktası oldu. 80°C’de, performansını artırarak 27.5Ah (oda sıcaklığı kapasitesinin yüzde 110.5’i) enerji boşalttı. 100°C’de ise 27.6Ah (oda sıcaklığı performansının yüzde 107.1’i) sağladı. Batarya hâlâ çalışıyor ve şarj olunabiliyorken, fiziksel torbasının vakum sızdırmazlığı aşırı sıcaklıktan dolayı kayboldu.
VTT’nin bulgularına göre katı hal bataryası, yüksek sıcaklıklarda daha da verimli hale geldi. Oda sıcaklığında sağladığı enerjiden daha fazla enerji sağlamaya başladı. 100°C’nin üzerinde bile (birçok standart bataryanın tehlikeli bulduğu bir sıcaklıkta) batarya enerjisini vermeye devam etti ve hâlâ şarj olabiliyordu.
Katı hal bataryaları, genellikle bataryaların “kutsal kadehi” olarak adlandırılıyor ve araştırmacılar için onlarca yıldır ulaşılması zor bir hedef. Çoğu elektrikli araç (EV) üreticisi, sıvı elektrolitleri kullanan “ıslak” lityum-iyon bataryaları tercih ediyor. Ancak bu bataryalar, yavaş şarj olmaları, eksi sıcaklıklarda donmaları ve kaza durumlarında tehlikeli olabilecek yanıcı malzemeler içermeleri gibi sorunlarla karşılaşabiliyor. Katı hal bataryaları, “kuru” iletken malzemeden yapıldıkları için, geleneksel bataryalarda bulunan ısıl kaçak sorunları olmadan daha fazla enerji depolayabiliyor. Bu, elektrikli araçların daha uzun menzil, daha kısa şarj süreleri ve aşırı koşullarda daha iyi performans sergileyebileceği anlamına geliyor.
Sıvı elektrolitlere sahip lityum-iyon bataryalar, aşırı sıcaklıklara karşı daha hassastır. Bir sıvı batarya ısındığında, sıvı buharlaşarak yangın çıkarabilir; bu işleme “termal kaçak” denir. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda sıvı bozulabilir, bu da bataryanın ömrünü kısaltır veya tehlikeli şekilde şişmesine neden olabilir.
Yanıcı sıvıyı, katı seramik veya polimer malzemeyle değiştiren Donut Lab, bataryanın aşırı sıcaklığa toleransını artırabileceğini belirtiyor. VTT’nin çalışmasında görüldüğü gibi, sıcaklık katı elektrolitin iç dirençini düşürerek iyonların daha kolay hareket etmesini sağlıyor. Bu nedenle bataryanın kapasitesi, 80°C ve 100°C’de gerçekten arttı.
Ancak, kutlamalara başlamadan önce, raporun Donut Lab’ın katı hal bataryasıyla ilgili bazı önemli soruları ele almadığını unutmamak gerek. İlk olarak, VTT, bataryanın kimyasını doğrulamıyor; sadece mevcut durumunu kabul ediyor. İkincisi, test, Verge katkıcısı Tim Stevens’ın “dendrit sorunu” olarak adlandırdığı, anottan katota kadar katı hal elektrolit boyunca büyüyen mikroskopik stalaktitlerin elektrik kısılmasına neden olabileceği konusunu incelemiyor. Belki Donut Lab, bağımsız test sonuçlarının bir parçası olarak bunu önümüzdeki günlerde ele alır.
