Günümüzde dünya çapında girişimler, elektrikli araçların geleceğini şekillendirecek yeni batarya teknolojileri geliştirmek üzere yarışıyor. Bu gelişmelerin odak noktası maliyetleri düşürmek ve kritik minerallere olan bağımlılığı azaltmak olurken, sodyum, kükürt ve diğer yenilikçi kimyalar sıklıkla öne çıkıyor. Çin’in tartışılmaz liderliği Reuters verilerine göre günümüzde küresel batarya üretiminin yaklaşık %85’i Çin’in kontrolünde; hammaddelerin işlenmesinin %90’ı da yine Çin’de gerçekleşiyor.
Her batarya temel olarak bir katot, bir anot ve bir elektrolitten oluşuyor. Üreticiler, uzun vadeli planlar yaparken mevcut ve geliştirilmekte olan çeşitli batarya türlerini incelemek durumunda.
Geleneksel batarya çözümleri arasında mevcut araçlarda kullanılan kurşun asit aküler yer alır; bu aküler 6 veya 12 voltluk sistemlerle araç marş motorlarını beslerler. Ucuz ve aşırı koşullarda çalışabilir olmalarına rağmen ağır ve düşük enerji kapasitesine sahiptirler. Bundan daha gelişmiş seçenekler olarak nikel-kadmiyum ve nikel-metal hidrit bataryalar öne çıkıyor; bunlar şarj edilebilir olmalarıyla sıkça tercih ediliyor.
Ni-MH teknolojisi, 1997 yılında Toyota’nın Prius ile hibrit araç pazarına öncülük etmişti. Güncel alternatiflerden sodyum-nikel klorür bataryalar ise Fransız posta hizmeti Venturi araçlarında kullanılarak mevcut araçlara dönüştürme gerektirmeden uygulanabiliyor; ancak bu çözümlerin maksimum hızı 100 km/s ve menzili 100 km ile sınırlı.
Lityum metal polimer (LMP) bataryalar ise geçmişte Paris’teki Autolib paylaşım sistemi ve Bolloré Pininfarina BlueCar gibi modellerde kullanılmıştı. Günümüzde daha çok sabit depolama sistemleri, otobüs ve tramvay uygulamalarında tercih ediliyorlar. LMP, kuru bir teknoloji olarak endüstriyel süreçleri kolaylaştırırken belirli bir sıcaklıkta muhafaza edilmeleri gerektiğini gerektirir.
Lityum-iyon teknolojisi ise 1991 yılında Sony tarafından ticarileştirilmiş ve günümüzde telefonlardan dizüstü bilgisayarlara ve özellikle elektrikli araçlara kadar geniş bir kullanım yelpazesine sahip. Lityum, enerji yoğunluğu açısından en enerjik metaller arasındadır ve bu piller yüksek hızla hem de uzun menzilli sürüş sunabilirler; hafıza etkisine sahip olmamaları ve hızlı/ yavaş şarj seçeneklerini birlikte barındırmaları önemli avantajlardır. Ancak ağırlık ve çevre koşullarına duyarlılık gibi dezavantajlar da vardır. Sıvı elektrolitler nedeniyle aşırı ısınma riskine dikkat edilmelidir.
NMC (Nikel-Manganez-Kobalt) ve LFP (Lityum Demir Fosfat) modern lityum-iyon hücrelerinin iki baskın türüdür. NMC, yüksek enerji yoğunluğu sunarken kobalt gerektirir ve bu madene büyük ölçüde Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nden bağımlı kalır. LFP ise kobalt kullanımını gerektirmez ve maliyet açısından daha avantajlı olmasına rağmen enerji yoğunluğu açısından NMC’ye göre daha düşüktür.
Modern batarya çözümleri arasında sodyum-iyon teknolojisi öne çıkıyor; bu aküler litiyum, nikel veya kobalt yerine alüminyum, demir ve manganez kullanarak üretilecektir. Yangına karşı dayanıklı olan bu bataryalar 50.000 şarj döngüsüne kadar ömür sunabilir, ancak enerji yoğunlukları şu an için lityum-iyon kadar yüksek değildir.
LNMO (Lityum-Nikel-Manganez Oksit) teknolojisi, NMC’nin enerji yoğunluğu ile LFP’nin maliyet ve güvenliğini bir araya getirerek 15 dakikadan kısa şarj sürelerini de hedeflemektedir. Renault’un öngörüsüne göre 2028’e kadar kullanıma girmesi planlanmaktadır.
Lityum-kükürt bataryalar ise Stellantis destekli ABD çıkışlı Lyten gibi girişimler tarafından geliştiriliyor ve NMC’ye göre iki kat enerji yoğunluğu iddia ediliyor. Bu teknolojide kobalt, nikel ve mangan kullanılmaz; bazı hammaddeler ise yerel olarak üretilebiliyor. Ancak yaygın kullanım için 2028 öncesi bir yol haritası bulunmuyor.
Katı hal bataryaları, sıvı elektrolit yerine polimer veya seramik kullanır ve bu sayede daha hafif, yüksek enerji yoğunluğuna sahip ve yanmazlık özelliğine sahip olabilirler. Ancak hâlâ geliştirme aşamasında olan bu bataryalar geniş ölçekli üretime ulaşamamıştır.
