Yüksek güç yoğunlukları ve uzun ömürleri nedeniyle lityum-iyon bataryalar, elektrikli arabalar de dahil olmak üzere çok çeşitli elektronik aygıtlarda sıklıkla kullanılıyor. Fakat her teknoloji üzere bu bataryalar da arızalardan muaf değil. Örneğin termal kaçak, bu cins bataryalarda yaygın bir sorun olup, bataryanın çok ısındığı, elektrolitin kimyasal olarak parçalanmasına ve hatta yangın yahut patlamaya yol açabilen bir durum olarak karşımıza çıkıyor. Lityum-iyon bataryalardaki bu durum ekseriyetle çok şarj, çok deşarj, üretim yanlışları ya da bataryanın fizikî hasar görmesinden kaynaklanıyor. Maryland Üniversitesi’nde lityum pillerin arıza düzeneklerini inceleyen araştırmacılar lityum iyon piller için yeni bir teknik oluşturdu. Yeni teknik sayesinde elektrikli arabaların ve öbür aygıtların daha az yangın durumu yaşaması ve daha fazla güç depolaması mümkün kılınabilir.
Dendritlerin büyümesini engellemek
Geliştirilen tahlili anlatmadan evvel mevcut sorunu anlatmak sanırım daha anlaşılır olacaktır. Lityum iyon bataryalar, lityum iyonların katot (pozitif elektrot) ve anot (negatif elektrot) ortasında hareket etmesiyle çalışıyor. Lakin bu süreçte, lityum iyon pillerinde dendritler denilen yapılar oluşabilmekte. Dendritler, lityum iyonlarının pilin içinde anot ile katot ortasında doğrudan bir köprü oluşturarak hareket etmesi sonucu oluşan ince metalik yapıları tabir ediyor. Bu dendritler, pillerde kısa devrelere ve patlamalara neden olabileceğinden, lityum-iyon bataryaların mühendisliğinde yaygın bir kaygı kaynağı olarak karşımıza çıkıyor. Maryland Üniversitesi‘ndeki yeni buluş ise dendrit büyümesini önleyerek uygulanabilir büsbütün katı hal pillerin üretiminin önünü açabilecek yeni bir “ara katman” konseptinden oluşuyor. Araştırmacıların yaklaşımı ise hayli özel çünkü lityum dendrit büyümesini tesirli bir formda bastıracak orta katmanları tekrar tasarlamayı amaçlıyorlar. Eklenen katı elektrolit sayesinde katot ve anot ortasındaki batarya arayüzleri stabilize edilebiliyor.
Katı hal bataryaları yüksek güç ve güvenlik sağlayabilecekleri için yeni kuşak bataryalar olarak kabul ediliyor. Mevcut bataryalarda da yüksek güç elde edilebiliyor olsa da bunun için güvenlikten feragat etmek gerekiyor. Gelişmiş batarya üreticisi Solid Power, bataryaları 2026 yılına kadar pazara sunma amacıyla, ticarileştirilip ticarileştirilemeyeceğini belirlemek için yeni teknolojiyi test etmeye başlamayı planlıyor. Bununla birlikte, hala birkaç mahzurun aşılması gerekiyor. Birinci olarak, pilin güç yoğunluğunu artırmak için katı elektrolit katmanının lityum-iyon pillerin elektrolitiyle eşleşmesi için kalınlığının azaltılması gerekiyor.
