Elektrikli Araç Pilleri:

 

1—Pillerin Piyasa Payları:

1—Otomotiv Aküleri…………%30

 

2—Şarj Edilebilir Pil…………%16

 

3—Endüstriyel Pil……………%17

 

4—Şarjsız Pil………………...%37

 

2--ACAE -Avrupa Otomobil Üreticileri Derneği’nin koyduğu emisyon hedeferi aşağıdaki gibidir.CO2 emisyonu [g/km]--1996         -184//2000-170//2001-166//2015-120

 

2.1--Yeni uygulamaya göre araç üreticileri 2012’den sonra binek araçlarda 130 g CO2 / km hedefni tutturmak zorunda olacak ya da aşan kısımlar için vergi ödeyeceklerdir.

 

2.2--Bu vergiler 2012’de %20, 2013’te %35, 2014’te %60 ve 2015’te %95 cezalı olacak şekilde uygulanacaktır.

 

2.3--Yeni emisyon vergilerinin araç bazında değil, flo bazında uygu-lanacak olması otomotiv frmalarının ürün yelpazesinde elektrikli araçları bulundurmasını önemli bir flo emisyonu düşürme alternatif haline getirmiştir.

 

3—Çeşitli Pil Tipleri için Güç Yoğunlukları:

Pil Tipi….Spesifk Enerji (Wh/kg)..Enerji Yoğunluğu (Wh/L)..Kapasite (Wh/kg)

 

Kurşun – Asit……..30-50……………70…………….120

 

Ni-Cd……………..45-80……………100……………181

 

NiMH……………..60-120………….240…………….178

 

Li-iyon (LiCoO2)…150-190………..400…………….140

 

Li-iyon (LiMnO2)…100-130………100

 

Li-iyon (LiFePO4)         …90-120……….220………………150

 

3.1-

Kimyası…..Hücre Gerilimi (V)…..W/kg….$/kWh…..$/kW

 

Pb asit………….2…………………..        600…….200……….8

 

NiMH…………1.2…………………1200…….750………30

 

Li-iyon………..3.6………………….2000…….1000……..40

 

 

4-- Son yıllarda birçok otomotiv üretici-si Li-iyon batarya ile tahrik edilecek modeller üzerinde çalışmalarını duyurmaktadır. Bu gelişmeler gelecekte lityuma olan talebin artacağına dair beklentileri güçlendirmektedir. raç üreticileri 2010 yılında bu mo-delleri piyasaya çıkaracaklarını beyan etmiş olmalarına rağmen bataryadaki temel problemler aşılamadığı için tüm modeller prototip seviyesinde kalmıştır.

 

5- Ülkemiz batarya sektörü sadece kurşun asit akülerin üretilmesi alanında faaliyet göstermektedir. Kurşun asit akümülatörler, dünya batarya pazarında %50 civarında pay sahibidirler. Ancak taşınabilir ve hareketli sistemlere olan ihtiyacın her geçen gün artması; kurşun asit akümülatörlerin enerji ve güç yoğunluklarının düşük olması nedeniyle pazardaki payının artmasına yönelik açılımları tıkamaktadır.

 

6-- Otomotiv endüstrisinde çoğunlukla Pb-asit, Nikel metal hidrür (NiMH) ve Lityum iyon/polimer (Li-iyon/polimer) olmak üzere kimyasal yapıları farklı üç tip batarya kullanılmaktadır.

7—Düşük maliyetinden dolayı bataryalar pazarda hâkim konumdadır-lar. Ancak bu bataryalar araçlarda; baş-latma, aydınlatma ve ateşleme gerek-sinimini karşılayabilmekteyken düşük enerji yoğunluğundan dolayı elektrikli ve hibrit elektrikli araçlarda kullanımı mümkün görünmemektedir. Bu durum araştırmaları güç ve enerji yoğunluğu yüksek olan NiMH ve Lityum iyon temelli hücrelere kaydırmıştır.

 

8- Li-iyon piller diğer pil kimyalarına kı-yasla en fazla enerji ve güç yoğunlu-ğuna sahip pillerdir. En yakın takipçisi olan NiMH’e oranla enerji yoğunluğu bakımından üç kat ve güç yoğunluğu bakımından ise dört kat daha fazla kapasiteye sahiptir.

 

8.1--Ancak araç uygula-maları açısından bu değerler de yeter-siz kalmaktadır. Bu konuda Amerikan Enerji Bakanlığının belirlediği rakamlar elektrikli araçlar için enerji yoğunluğu 150Wh/kg ve güç yoğunluğu ise 460Wh/L’dir.AB FP7 kapsamında hedefer enerji yoğunluğu 200Wh/kg, güç yoğunluğu ise 500Wh/L)

 

9--Lityum İyon Pil:

 

9.1--Li-iyon piller genelde 3-4V gerilim, 100 Wh/kg - 150 Wh/kg arası spesifk enerji değerlerinde çalışan enerji depolama sistemleridir. Katot olarak lityumlanmış farklı metal tuzlarının alüminyum şerit anot olarak lityumlanmış graftin bakır şerit akım taşıyıcı üzerine kaplı halleri kullanılır.

 

9.2--Pilde kullanılan elekt-rolit organik çözücüler (etilen karbonat dimetil karbonat, EC-DMC) içinde çözülmüş lityum tuzlarıdır (özellikle LiPF6). Separatör ise polipropilen veya seramik yapıda olmaktadır.

 

9.3--Li-iyon piller düğme, silindirik, prizmatik veya tabaka (pouch) şeklinde üretilmekte olup şekil avantajları konusunda nihai bir fkir bulunmamaktadır.

 

9.4--Katot aktif maddelerden Co ve Ni içerikli aktif maddeler, gerilimlerinin yüksek olması ve elektrolitlerin bu yüksek gerilimler altında bozunması riskleri yaratabilmektedirler. Hem ucuz olması hem de çevreye daha duyarlı ol-masından dolayı ve ayrıca düşük gerilimleri nedeniyle daha güvenli olduğu bilinen LiFePO4 ve LiMn2O4 daha öne çıkmaktadır.

Gerilimi yüksek olmasına rağmen en fazla üzerinde çalışılan aktif maddelerden bir tanesi de teorik kapasitesi yüksek olması nedeniyle LiNiCoMnO2 bileşiği ve türevleridir.

 

9.5-- Türkiye’nin gelişmekte olan gerek elektrikli araç gerek batarya pazarında yer alabilmesi için devlet ve özel sektör destekli araştırma kurum ve kuruluşla-rını kapsayacak bir ulusal programa ve bu programı uygulamak için yol haritasına ihtiyaç vardır.

 

10—Gelecek Elektrikli araçlarda olup,elektrikli araçlarda  Lityum iyon piller ön plana çıkmaktadır.Bu anlamda bu pilleri üretecek teknolojinin ülkemize kazandırılması için gereken çalışmaların devlet politikası olarak ortaya konması oldukça önemli.

 

Kaynak: Elektrikli Araçlar İçin Enerji Depolama Çözümleri-- Mühendis ve Makine-Cilt: 53 Sayı: 628--Dr. Muhsin Mazman*, Dr. Davut Uzun, Dr. Cem Kaypmaz, Emre Biçer -TÜBİTAK MAM Enerji Enstitüsü, Gebze/KOCAELİ