Çinli üretici Hina'nın ticari sodyum-iyon bataryası, bağımsız bir sökme incelemesinde üretim kalitesi ve iç tasarım açısından Tesla'nın lityum-iyon hücrelerini yakaladı. Araştırma, Cell Press yayını Cell Reports Physical Science dergisinde yayımlandı.
Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi araştırmacıları, 120 hücrede hücreler arası direncin yalnızca %5,3 oranında değiştiğini ölçtü. Bu sonuç, seri üretimin piyasadaki en iyi lityum hücrelerle rekabet edebilecek kadar sıkı kontrol edildiğini gösteriyor.
Sökme İncelemesi Ne Buldu?
Christian Siebert ve Moritz Schütte liderliğindeki çalışma, yaygın olarak kullanılan bir Hina sodyum-iyon hücresini, daha gelişmiş Tesla lityum-iyon teknolojisiyle kıyaslamayı hedefledi.
Ekip, 120 hücrede tekdüzeliği ölçmek için empedans spektroskopisi adı verilen tahribatsız bir yöntem kullandı ve ardından −20°C ile 45°C arasındaki sıcaklıklarda akım ve performans testleri yaptı. Hücrelerin iç yapısını görüntülemek için X-ışınları kullanan araştırmacılar, daha sonra hücreleri fiziksel olarak sökerek elektrot boyutlarını, bileşimini ve mikro yapısını ölçtü.
En dikkat çekici bulgu yapısal düzeyde geldi. Araştırmacılar, Hina hücresinin "direnci azaltan ve eşit sıcaklık dağılımı sağlayan, aynı zamanda Tesla bataryalarının mevcut tasarımını yansıtan sabit akım toplayıcısız, çift alüminyum kolektör tasarımı" kullandığını belirtti.
Bu sabit akım toplayıcısız mimari, Tesla'nın 4680 hücresiyle tanıttığı başlıca özellik. Araştırmacılar, bunu kullanan ilk ticari sodyum-iyon batarya olduğunu söylüyor. Sodyum-iyon burada yapısal bir maliyet avantajına da sahip: Hücrenin her iki tarafında alüminyum akım toplayıcıları kullanılabiliyor; lityum-iyon ise anot tarafında daha pahalı bakır gerektiriyor.
Schütte, "Hücrelerin bu kadar homojen olması bizi olumlu anlamda şaşırttı" dedi.
Hala Tesla'nın Gerisinde Olduğu Alanlar
Kuşkular, elektrikli otomobiller için en önemli olan kısımlarda haklı. Araştırmacılar, hücrenin hâlâ iki açıdan önde gelen lityum-iyon teknolojisinin gerisinde kaldığını açıkça belirtti.
Birincisi enerji yoğunluğu. Schütte, "Bugünün ticari sodyum-iyon hücreleri genellikle en iyi lityum-iyon hücrelerinden daha düşük enerji yoğunluğuna sahip ve teknoloji genel olarak daha az olgun" dedi. Bu durum, sodyumu uzun menzilli binek araçlardan çok sabit depolama, şebeke hizmetleri ve daha kısa menzilli veya ticari araçlar için daha uygun hale getiriyor.
İkincisi ise soğuk havada şarj. Sodyum soğukta deşarj işlemini iyi yapıyor ancak asıl sorun şarjda. Schütte, "Düşük ortam sıcaklıklarında sık şarj gerektiren uygulamalarda uygun termal yönetim veya işletme stratejileri önemli olacak çünkü düşük sıcaklıkta şarj hâlâ bariz bir zayıflık" ifadelerini kullandı.
Sökme incelemesi ayrıca beklenmedik bir durumu da ortaya çıkardı: Katotun bazı kısımlarında yüksek ve dengesiz dağılmış bakır bulundu. Araştırmacılar bu durumun "performans ve yaşlanmadaki rolü hakkında ilginç sorular doğurduğunu" söyledi. Schütte, gelecekteki sodyum hücrelerinde "nikel ve bakırdan arınmış, rekabetçi enerji yoğunluğuna sahip" modeller görmek istediğini ekledi.
Rekabet Ortamı
Bu bulgu, Çin'in batarya devlerinin sodyum-iyonu laboratuvar merakından seri üretime taşıdığı bir dönemde geldi. Nisan ayında CATL'in Naxtra sodyum-iyon bataryalarını 2026'da elektrikli araçlarda piyasaya süreceğini bildirmiştik. Şirket, şu an için yaklaşık 175 Wh/kg enerji yoğunluğu hedeflerken, kimya olgunlaştıkça yaklaşık 600 km (372 mil) menzil ve −30°C'ye kadar şarj imkânı sunmayı planlıyor.
Teknoloji şimdiden yollarda. Şubat ayında CATL ve Changan, dünyanın ilk seri üretim sodyum-iyon elektrikli aracı olan Changan Nevo A06'yı tanıttı. Araştırmacılar da sodyumun zayıf noktalarını gidermek için çalışıyor; bir ekip 11 dakikalık şarjla 450 km menzil sunan bir sodyum-iyon hücresi geliştirdi.
Çin Bilimler Akademisi'nden ayrılan bir şirket olan Hina, hem araç hem de şebeke depolama için hücre tedarik ediyor ve ticari paketleri yaklaşık 165 Wh/kg seviyesinde değerlendiriliyor.
