Elektrikli araç pazarına iki üretici hakim: Avrupa ve Kuzey Amerika’da en popüler olan Tesla ve Çin EV pazarının lideri BYD. Ancak her iki üretici de bataryaları hakkında sınırlı bilgi yayınladığından, batarya hücrelerinin mekanik yapısı ve özellikleri bir sır olarak kalıyor.
Almanya’daki RWTH Aachen Üniversitesi’nde e-mobilite bileşenlerinin üretim mühendisliği alanında araştırmacı ve çalışmanın başyazarı olan Jonas Gorsch, “Araç uygulamaları için son teknoloji piller hakkında sınırlı veri ve analiz mevcut” dedi.
Bilim insanları, Tesla’nın 4.680 hücreli pilinin ve BYD’nin Blade hücrelerinin kaputunun altına baktılar ve her birinin kendine özgü tasarım ve performansına odaklandılar. Hücrelerin mekanik tasarımını ve boyutlarını, elektrot malzemelerinin tam bileşimini ve hücrelerin elektriksel ve termal performansını değerlendirdiler. Ayrıca, hücrelerin montajında kullanılan süreçleri ve üretimde kullanılan malzemelerin maliyetlerini de değerlendirdiler.
Gorsch, “Özellikle Tesla hücresinde, hiçbir hücrenin anotunda silikon bulamadığımıza şaşırdık, çünkü silisyum araştırmalarda enerji yoğunluğunu artırmak için anahtar bir malzeme olarak kabul ediliyor.” dedi.
İki pil türünün, maksimum kapasitelerine göre şarj (veya deşarj) hızlarında önemli farklılıklar olduğu bulundu. Araştırmacılar ayrıca BYD Blade’in elektrot tabakalarını yerinde tutmak için farklı bir yöntem kullandığını buldular; anot ve katot arasında bulunan ayırıcının kenarlarını lamine etmek için yeni bir işlem adımı içeren bir elektrot dizisi kullanıyor. Tesla pili ayrıca, sektördeki çoğu üreticinin kullandıklarına kıyasla, elektrotlardaki aktif malzemeleri bir arada tutan bir madde olan yeni bir bağlayıcı kullanıyor. Piller ayrıca beklenmedik benzerlikler de gösterdi: Her ikisi de ince elektrot folyolarını birleştirmek için alışılmadık bir yol kullanıyor: sektördeki diğer üreticiler tarafından kullanılan ultrasonik kaynak yerine lazer kaynağı. Ayrıca, BYD’nin hücresi Tesla’nınkinden çok daha büyük olsa da, akım toplayıcıları, muhafazalar ve baralar gibi pasif hücre bileşenlerinin oranı benzer. Gorsch, bu çalışmanın sonuçlarının Tesla’nın pili ile BYD’nin pilinin iki yenilikçi ancak temelde farklı tasarım yaklaşımını nasıl başardığına ışık tuttuğunu söylüyor. Bu araştırmada toplanan veriler, pil hücresi geliştiricilerinin pil formatı, boyutu ve aktif malzemeleri konusunda karar verirken bilinçli kararlar almalarına yardımcı olabilir.
