İLERİ TEKNOLOJİ LİTYUM AKÜNÜN TEMEL BİLEŞENLERİ

29 Şubat 2024 Enerji günlük hayatımızda vazgeçemeyeceğimiz ihtiyaçların başında gelmektedir. Günümüzde herkes kesintisiz ve verimli enerji depolama çözümlerine yönelmektedir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte endüstride yoğun olarak kullanılan elektrikli araçların enerji ihtiyacı da yüksek enerji yoğunluğuna sahip pillerin gelişmesini gerekli kılmıştır.

Endüstriyel tip elektrikli araçlarda lityum akülerin pazarda tercih edilmesinde en önemli sebep konvansiyonel tip akülerden üstün özelliklere sahip olmalıdır. Bu üstün özelliklerden bahsedecek olursak; uzun çevrim sayıları, hafıza etkisinin olmaması, yüksek enerji yoğunluğu, çok düşük kendi kendine deşarj olarak sıralanabilir.

Pazarda çok çeşitli kimyaya sahip piller mevcuttur. Ancak bu çeşit çokluğu içinde en çok kullanım alanı bulunan pil tipi lityum temelli pillerdir.

Lityum Akünün Temeli Nelerdir?

Lityum akülerde yoğun olarak LiFePO4 (lityum-demir-fosfat) kimyasındaki hücreler kullanılır. Bunun başlıca sebebi, LiFePO4 hücre kimyasının diğer hücre kimyalarına göre daha güvenli, daha kararlı ve daha uzun ömürlü bir yapıda olmasıdır. Bir lityum akü birkaç temel parçadan oluşur. Genel olarak lityum akülerin temel bileşenlerine göz atarsak;

Hücre

Hücreler; katot, anot, elektrolit ve seperatör dahil olmak üzere çeşitli bileşenlerden oluşmaktadır. Hücre özelliklerini belirlemede katot malzemelerinin kimyası önemli bir yere sahiptir. Bu nedenle hücreler; katot malzemedeki alaşıma göre adlandırılır. Kimyalar arasında en bilinenleri sıralayacak olursak; Lityum Demir Fosfat (LFP), Lityum Nikel Manganez (NMC), Lityum Kobalt Oksit (LCO), Lityum Titanat (LTO). 

Farklı katot malzemelerinin birbirine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Uygulamaya özel en uygun aktif malzeme seçilmelidir. En yoğun kullanılan LFP (Lityum Demir Fosfat) pilinin enerji yoğunluğu, (NMC) ve (NCA) gibi diğer yaygın lityum pil türlerinden daha düşüktür ve ayrıca daha düşük çalışma voltajına sahiptir. Fakat, yüksek kimyasal kararlılığa sahip olması, yüksek güvenliği, uzun çevrim ömrü ve diğer faktörler nedeniyle, LFP pilleri tercih sebebi olmaktadır.                                                                        

Kimyanın yanı sıra piller montaj şekillerine göre de farklı isimlerde adlandırılmaktadır.

Silindirik Tip Hücre

Silindirik hücre, pil içerisindeki bileşenlerin rulo gibi sarılması, metal bir muhafaza içerisine yerleştirilmesi ve elektrolit doldurulup kutup başının yerleştirilmesiyle üretilmektedir. Elektrot ve hücre tasarımının basitliği, yaygın kullanım alanı avantajlarına sahipken, üretim aşamasında yüksek hassasiyet gerekliliği, düşük ısıl dağılım verimliliği gibi dezavantajlara sahiptir.

Prizmatik Tip Hücre

Prizmatik hücre ise anot, katot gibi pil bileşenleri birbiri üzerine katlanarak ya da üst üste koyularak paketlenmektedir. Yüksek paketleme verimliliği, ısı transferinin sağlayacak geniş yüzeylerin bulunması gibi avantajlara sahipken; hücre montaj adımlarında yüksek hassasiyet gerektirmesi gibi bir dezavantaja sahiptir.

Torba Tip Hücre 

Torba tip hücre anot, katot gibi pil bileşenleri prizmatik hücre gibi birbiri üzerine katlanarak ya da üst üste koyularak paketlenmektedir. Paketleme maliyetinin düşük olması, yüksek paketleme verimliliği, yüksek ısıl dağılım verimliliği, iyi izolasyon dayanımı, yüksek enerji kapasitesi avantajına sahipken, plaka dizme adımlarında yüksek hassasiyet gerektirmesi gibi bir dezavantajına sahiptir.

BMS (Batarya Yönetim Sistemi)

İleri teknolojiye sahip bataryalarda gerek ekonomik gerekse güvenlik nedenleri ile işletme performansını ve sistem güvenirliğini arttıran yapıların geliştirilmesi, batarya kaynaklı arızaların azaltılması ve bataryadan en yüksek verimin alınması hedeflenmektedir. Batarya Yönetim Sistemi (BMS), Lityum Batarya paketlerinde akım, gerilim, sıcaklık, şarj durumu gibi değerlerin anlık olarak izlenmesini, optimal değerler aşıldığında sisteme müdahale ederek sistemin korunmasını sağlar.

Yiğit Akü, sahip olduğu lityum pil üretim tesisi ile 2009 yılından beri yürüttüğü AR&GE faaliyetleri sonucu Distalong markası adı altında bir çok farklı kimyada lityum tabanlı hücreler geliştirmiştir. Yiğit Akü, özellikle AGV/AMR, mekik, forklift, transpalet ve istif makinalarında kullanılmak üzere tasarladığı, traksiyoner (kurşun asit) aküler yerine kullanım ömrü daha uzun olan ve uzun vardiya/yoğun çalışma saatleri boyunca maksimum araç kullanılabilirliğini sağlayacak şekilde kısa sürede şarj edilebilen tüm elektrikli araçlara sunduğu tak-çalıştır lityum aküleri ile sektörde öncü firmalara hizmet vermektedir.