Elektrikli araçlar için (EV) katı-hal batarya teknolojilerindeki ilerleme, elektrikli araç tüketicilerine lityum-iyon bataryalardan daha küçük, daha hafif ve daha güvenli bir batarya ile daha hızlı şarj ve daha uzun menzil vaat ediliyor. Katı-hal bataryaların elektrikli araçlar ile ne zaman hayatımıza gireceği konusunda hep soru işaretleri olmuşsa da özellikle Toyota'nın 2023 yılındaki duyuruları, bunun çok yakın zamanda gerçekleşeceğine dair var olan görüşleri güçlendirdi diyebiliriz.
Katı-Hal Batarya (Solid-State Battery) Nedir?
Katı-hal bataryaları; lityum iyonlarının anot ve katot arasında elektrolit aracılığı ile transfer edildiği bir lityum-iyon batarya çeşidi olarak düşünebiliriz. Ancak katı-hal bataryalarında elektrolit lityum-iyon bataryalarda olduğu gibi sıvı veya jel yapıda değil, cam seramik veya plastik polimerden üretilmiş katı bir yapıdan meydana gelir. Katı-hal bataryalarda lityum-iyon bataryaların içerdiği gibi sıvı elektrolit yerine katı elektrolit kullanılması, bu bataryaların hacim olarak daha küçük, ağırlık olarak ise daha hafif olmasını sağlar.
Lityum-İyon ve Katıl Hal Batarya
Katı-Hal Batarya ile Daha Fazla Güç
Katı elektrolit kullanımı daha hızlı elektron transferi demek. Bu da elektrikli araçlarda daha hızlı şarj ve daha fazla enerjinin depolanması anlamına geliyor. Konvansiyonel lityum-iyon bataryalara göre katı-hal bataryaları daha hafif ve daha az hacim kapladığından dolayı, bu artan enerji depolama kapasitesi ve daha hızlı şarj imkânı ile birlikte daha ağır araçların elektrifikasyonunun hızlanacağını öngörebiliriz (otobüs ve tır gibi). Bunun yanında daha az hacimli ve daha hafif araç bataryaları araç üretim maliyetlerini de aşağı yönlü etkileyecektir.
Katı-Hal Batarya ile Daha Yüksek Güvenlik
Mevcut lityum-iyon elektrikli araç bataryalarının yaklaşık %25'ini sıvı elektrolit oluşturuyor. Her ne kadar kullanılan gelişmiş BMS'ler (batarya yönetim sistemleri) elektrikli araçlar için yangın riskini bir problem olmaktan çıkarsa da sıvı elektrolit kullanımının sebep olabileceği olası sızıntılardan dolayı termal kaçakların oluşması açısından halen bir risk teşkil ediyor. Bu yüzden katıl-hal bataryalarda kullanılan katı elektrolit, sızıntı riskini azaltarak termal kaçak riskini de azaltacaktır.
Katı-Hal Batarya: Çığır Açan Teknoloji
Toyota'nın 2023'te yapmış olduğu duyurular ve paylaştığı yol haritası, katı-hal batarya kullanan elektrikli araçların piyasaya çıkmasının çok yakın olduğunu gösteriyor. Toyota'ya göre bu 2027-2028 yıllarında katı-hal batarya kullanan EV'lerin seri üretimine geçmeleri ile gerçekleşecek.
Toyota EV Batarya Yol Haritası
Katı-Hal bataryaların neden çığır açan bir teknoloji olarak adlandırıldığını, Toyota'nın elektrikli araçlar ile ilgili paylaştığı yol haritasına bakarak anlayabiliriz. Otomotiv devi, 2027-2028 itibari ile piyasaya süreceği katı-hal batarya kullanan elektrikli araçların 1000 km'den fazla menzile ve 10 dakika kadar çok kısa sürecek olan hızlı şarja sahip olmalarını hedefliyor. Bu EV'lere olan talebin çok hızlı bir şekilde muazzam derecede artması demek olabilir.
Sonuç
Elektrikli araç alanındaki teknolojik rekabetin bir sonucu olarak hızla gelişen batarya teknolojilerinden biri olan katı-hal bataryaları, elektrikli araç pazarının yanında enerji depolama sistemleri sektöründe de çok ciddi ilerlemelere neden olacaktır. Artan sürüş menzilinin elektrikli araçlar için getireceği cazibe özellikle ev tipi enerji depolama sistemlerinin gelişmesine katkıda bulunacaktır.
Sıkça Sorulan Sorular
Katı Hal batarya kullanan araçlar hangileridir?
2025 itibarıyla, tamamen katı hal bataryaya (solid-state battery) sahip elektrikli araçlar henüz seri üretimde yaygın bir şekilde piyasada bulunmamaktadır. Bazı üreticiler prototip aşamasında testler yapmaktadır. Mayıs 2025 itibari ile güncel durumu aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:
→ Mercedes Benz (Prototip Aşamasında): Mercedes-Benz, Factorial Energy ile iş birliği yaparak tam katı hal lityum-metal bataryalar geliştiriyor. 2025’te bu bataryaların kullanıldığı bir prototip (muhtemelen EQS tabanlı) yollarda test edilmeye başlandı. Seri üretim 2026 veya sonrası için planlanıyor. Bataryanın enerji yoğunluğu 450 Wh/kg olarak açıklandı ve 1.000 km menzil hedefleniyor.
→ Toyota (Planlama Aşamasında): Toyota, katı hal bataryalı araçları 2027-2028 yıllarında piyasaya sürmeyi planlıyor. Şirket, 1.000 km’den fazla menzil ve 10 dakikalık şarj süreleri vaat ediyor. Şu anda prototip testleri devam ediyor, ancak piyasada bu teknolojiye sahip bir Toyota aracı henüz yok.
→ Volkswagen Grubu (Prototip Aşamasında): Volkswagen, QuantumScape ile iş birliği yaparak katı hal bataryaları geliştiriyor. 2025’te Gotion High Tech tarafından üretilen yarı katı hal bataryalar, Volkswagen’in bazı modellerinde test ediliyor. Tam katı hal bataryalı araçların seri üretimi ise 2026 sonrası bekleniyor.
→ Stellantis (Geliştirme Aşamasında): Stellantis, Factorial Energy ile 2021’den beri katı hal bataryaları üzerinde çalışıyor ve 2026’da bu teknolojiyi araçlarına entegre etmeyi hedefliyor.
→ Honda (Geliştirme Aşamasında): Honda, katı hal batarya yatırımlarını hızlandırıyor ve 2020’lerin sonuna doğru bu teknolojiyi seri üretim araçlarda kullanmayı planlıyor.
Hangi şirketler katı hal batarya geliştiriyor?
Toyota, QuantumScape (Volkswagen ile), Solid Power (BMW ve Ford ile), Factorial Energy (Mercedes-Benz ve Stellantis ile), NIO, IM Motors, Samsung SDI ve CATL gibi şirketler katı hal batarya teknolojisi üzerinde çalışıyor. Ayrıca, NASA ve Airbus gibi kuruluşlar havacılık için bu teknolojiyi araştırıyor.
Katı hal bataryalar ne zaman piyasada yaygınlaşacak?
2025 itibarıyla, sadece birkaç araç (örneğin, IM Motors IM L6 ve NIO ET7) yarı katı hal bataryalar kullanıyor. Tam katı hal bataryaların seri üretimi için 2026-2030 yılları arasında bir zaman dilimi öngörülüyor. Toyota, 2027-2028’de piyasaya sürmeyi planlıyor; diğer üreticiler de benzer tarihleri hedefliyor.
Katı hal bataryalar şu anda hangi araçlarda kullanılıyor?
2025 itibarıyla, tam katı hal bataryalı seri üretim araç bulunmuyor. Ancak, IM Motors IM L6 ve NIO ET7 gibi araçlar yarı katı hal bataryalar kullanıyor. Diğer üreticiler (Toyota, Mercedes-Benz, Volkswagen) prototip testleri yapıyor.
Günde hatırı sayılır mesafeler kat ediyor iseniz, satın almış olduğunuz elektrikli aracınızı evde şarj etme opsiyonlarını düşünmeniz hem maliyet hem de sürdürebilirlik açısından çok faydalı olacaktır. Bunun için satın aldığınız veya almayı düşündüğünüz elektrikli aracınızın şarj ve batarya özelliklerini, gerçek enerji tüketim verilerini ve evde şarj alternatiflerini bilmek karar vermenize yardımcı olacak unsurlardır.