Sıfır Kobalt, otomotiv için sürdürülebilir geleceğin güçlü ve önemli bir parçası olmasıyla birlikte elektrik araçlarda hala önemli bir yere sahiptir. Piyasadaki en yüksek performanslı lityum iyon pillerde önemli bir yere sahip olan kobalt, bulunma zorluğuna dayanan problemlerden dolayı şirketleri yenilikçi arayışlara sürüklemektedir. Bu noktada öne çıkan 3D yazıcı ile üretilen piller, menzil veya kobalt kullanımı gibi elektromobilite sorunlarının bazılarını çözebilir. Peki, üretim sürecinin avantajları ve dezavantajları günümüz teknolojisiyle karşılanabilir mi?
Serigrafi veya kalın film baskısı kullanan elektrot üretiminin araştırıldığı çalışmalarda, lityum iyon pillerin enerji yoğunluğunun ve kapasitesinin artırılabileceği söyleniyor. Son yıllardaki etkileyici pil gelişimine rağmen, bir elektrikli aracın gidebileceği mesafeler yeteri kadar uzun değildir. Daha uzun menziller için pil veya akümülatör hücreleri daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip olmalıdır. Lityum iyon pillerin elektrotları bunun için daha fazla kapasiteye ve doğru üretim sürecine ihtiyaç duyar.
Çinli bir pil şirketi olan SVOLT, kobalt içermeyen pil üretimiyle öne çıkmıştı. Şirket, pillerin daha uzun ömür, geliştirilmiş güvenlik ve daha fazla enerji yoğunluğu dahil olmak üzere mevcut teknolojiye göre birçok önemli avantajı olduğunu söylüyor. Bu yöntem, menzil kaygısını ortadan kaldırarak, elektrikli araç teknolojisine olan güveni artırabilir. Ayrıca, içten yanmalı araçların elektrikli araçlarla değiştirilmesini hızlandırarak e-araçların geleneksel araçlara göre rekabet avantajını öne çıkarabilir.
KeraCel tarafından yapılan çalışmalarda da yenilikçi pillerin tek işlemde 3D olarak üretilebileceği söyleniyor. 3D olarak üretilecek sistem, şarj ve deşarj aşamalarında yüklü iyonların içinden geçtiği anot, katot ve elektrolit malzemesini içeriyor. Geleneksel lityum iyon piller, bir iletken malzeme tabakası, bir anot tabakası, bir katot tabakası ve bir elektrolitten oluşur. Tercih edilen katmanlı üretim süreci nedeniyle, bu levhaların, üretimdeki mekanik kuvvetlerin üstesinden gelebilecek kadar sağlam ve dayanıklı olmaları için minimum kalınlığa sahip olmaları gerekir. Şirket, 3D pil üretiminin en büyük avantajının, geleneksel pillerde kullanılandan çok daha az malzeme kullanımı olduğunu belirtiyor. Mevcut üretim teknolojisinin izin verdiğinden daha ince bir şekilde basım imkanı sunan bu yöntem, aynı hacimde iki katı enerjiye sahip piller üretmeyi mümkün kılıyor. Aynı zamanda malzemenin sadece yarısının kullanıldığı zamanlarda da aynı miktarda enerjiyle yarı maliyetine bir pil yapılabilecek.
Herhangi bir şekle sahip pilleri 3D olarak basmak ve tek bir yapı içinde farklı şekiller üretmek bu yöntemin bir diğer avantajı olarak dikkat çekiyor. Yani, aynı yazıcıyla, bir saat silindirik hücreleri, bir saat sonra dikdörtgeni ve ondan sonraki herhangi bir saatte karmaşık geometriye sahip bir şekli yazdırabilirsiniz.
KAYNAKLAR:
https://www.engineering.com/story/solid-state-battery-3d-printing-preps-for-production
