Çinli araştırmacılar, ultra hızlı şarj koşullarında bile kararlı bir performans sergileyen, yüksek enerji yoğunluklu bir katı hal lityum-metal batarya geliştirdiklerini açıkladı. Batarya, 451,5 Wh/kg ile mevcut lityum iyon bataryaların neredeyse iki katı enerji yoğunluğu sunarken, sadece 3 dakikada şarj olabiliyor. Çin Bilimler Akademisi Metal Araştırma Enstitüsü’nün gerçekleştirdiği çalışmada, poliviniliden florür (PVDF) bazlı polimer elektrolitler kullanıldı. PVDF, oksidasyon kararlılığı ve iyonik iletkenliği nedeniyle katı hal bataryalarda sıkça tercih ediliyor.
Araştırmacılar, geleneksel PVDF plastikleştiricilerin elektrokimyasal stabilite sorunları yaşadığını, elektrot arayüzünde sürekli ayrışma yaparak lityum metal anotlar ve yüksek voltajlı katotlarla uyumsuzluk yarattığını belirtiyor.
Bu sorunu aşmak için “uyumluluk artırıcı çözücü ile plastikleştirme” stratejisi geliştirildi. Bu yöntemde geçici bir uyumlaştırıcı çözücü, polimer ile plastikleştirici arasındaki uyumu artırıyor. Çözücü, film oluşumu sırasında buharlaşırken, plastikleştirici polimer ağının içinde kilitleniyor. Böylece hem anot hem katotta yan reaksiyonlar azalıyor ve lityum florür zengini stabil bir arayüz tabakası oluşuyor.
700 şarj döngüsü ve 20C şarj hızı
Araştırmaya göre, batarya 4,7V yüksek nikel katotla eşleştirildiğinde 20C şarj hızında 700 döngü boyunca %81,9 kapasite koruması sağladı. Bu hız, yaklaşık üç dakikalık şarj ve deşarj döngülerine karşılık geliyor. Araştırmacılar ayrıca, ince bir lityum metal anot kullanan bir kese hücre geliştirdi. Bu hücre 451,5 Wh/kg enerji yoğunluğu elde ederek mevcut ticari LFP ve NMC bataryaların çok üzerinde bir değer sunuyor. Hücre ayrıca çivi testi ile test edildi ve yüksek güvenliğe sahip olduğu tespit edildi.
Katı hal batarya geliştirme yarışı sürüyor
Çin’deki batarya üreticileri ve araştırma enstitüleri, katı hal batarya geliştirme yarışını sürdürüyor. Ganfeng Lithium, 400 Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip katı hal bataryasının 1.100 döngüyü aşarak mühendislik doğrulamasını tamamladığını bildirirken, 500 Wh/kg sınıfında 10 Ah’lik bir ürünün küçük ölçekli üretime geçtiğini açıkladı.
Mayıs başında Çinli girişim Pure Lithium, bataryasının kesme testinden sonra çalışmaya devam ettiğini duyurmuş ve yıllık 500 MWh üretim kapasitesine ulaştığını belirtmişti. CATL, Sunwoda ve Farasis Energy gibi şirketler de 2026–2027 yılları arasında 400–500 Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip katı hal bataryaları ticarileştirmeyi hedefliyor.
