TESLA BATTERY DAY-PİL GÜNÜ
Elon Musk Devrim Olacak Büyük Planlarını Açıkladı.
Geçtiğimiz ay Tesla, Battery Day etkinliği ile yeni batarya hücrelerini ve uçtan uca batarya paketi üretim sürecindeki geliştirmelerini duyurdu. Eğer vaat edilenler gerçekleşirse önümüzdeki 3 yıl içerisinde daha uzun menzilli ve 25 bin dolar bandında Tesla araçları yollarda göreceğiz.
Tesla’nın Batarya Günü yeni, daha düşük maliyetli bir elektrikli araç vaat etti. Ancak etkinliğin asıl önemi, lityum iyon pillerin maliyetini düşürmek, tedarik zincirini yeniden tanımlamak ve çevresel etkilerini azaltmak için yapılan yatırımlardı. Bunları sizin için 4 başlıkta özetledik…
1. Hücre Tasarımında Geliştirmeler
Tesla’nın nihai planı, fabrikadaki bir kilovat saatin maliyetini yarıya indirmek. Bununla birlikte lityum iyon pil ve sürdürülebilir enerji üretimi endüstrilerinde daha büyük ölçek ekonomilerine yol açmaktır. Tesla bunu yapmak için pil hücresinin temellerini yeniden tasarladı.
İlk olarak hücrelerin yapısından bahsetmek gerekirse, her silindirik hücrenin negatif ve pozitif kısımları olan bir “kapağı” (+) ve bir “tenekesi” (-) vardır. İçeride ise hücreye bağlı bir çıkıntı, artı pozitif ve negatif elektrotları içeren bir “jel rulo” mevcut. 2170 Tesla hücresinde bu jel rulonun uzunluğu yaklaşık 1 metredir.
Yeniden şarj etmek veya deşarj etmek için lityum iyonları anot ve katot arasında hareket eder. Soldaki şekilde gözüktüğü üzere ince-uzun iletken şeritlerden akım geçeceği için daha köşede birikmiş elektronlar daha çok direnç göstererek pilin ısınmasına sebep olmakta. Bu olay araçların şarj ve deşarj hızını belirleyen bir unsurdur.
Bu yüzden 46mm çapındaki tasarımı ideal görünmektedir. Ancak bu boyutta pili şarj etmek aşırı zor. Bu nedenle şirket 4680 adlı yeni “tabless” mimarisini tanıttı. Pilin artı kutbundaki 50mm`lik kutup iptal edilecek onun yerine 250mm`lik tabanın her noktasından elektron alışverişi sağlanacak. Bu sayede direnç minimum seviyede tutulacak ve daha fazla güç elde edilebilecek. Bu ayrıca aracın daha hızlı şarj olması anlamına da gelebilir.
Markanın mevcut araçlarda kullandığı 2170 tasarımında sadece fiziksel büyüme ile 5 kat daha fazla enerji ve %16 menzil artışı, “tabless” mimarisi dolayısıyla 6 kat daha fazla güç verebiliyor.
Musk, “Elektronun kat etmesi gereken mesafe çok daha az” dedi. “Hücre daha büyük olsa da, daha fazla güce sahip, güç / ağırlık oranı en iyi seviyede ve bunu daha önce kimse yapmadı.”
Üretim açısından, karmaşık adımları ortadan kaldırarak üretim sürelerinin kısalmasına ve kapasitesinin artmasına katkıda bulunacak, dolayısıyla maliyetlerini düşürecek. Tesla, bu özel pil için üretim maliyetlerinde %14'lük bir azalma olacağını tahmin ediyor.
2.Pil Fabrikası Üretim Teknikleri
2.1 Elektrot Üzerindeki Geliştirmeler
Örneğin Nikel Kobalt Alüminyumun katot malzemesine enjekte edilebilmesi, akım toplayıcıya homojen bir şekilde dağılması için sıvı çözücüler kullanılıyor. Çözücünün bir işlevi kalmadığında tekrar çıkarabilmek için fabrikada çok büyük bir alanı kaplayan ve kurulum maliyeti yüksek kurutma fırınları ile sıvı çözücü çıkartılıyor. Ama sonrasında malzemede iz kalmasına, eskimesine ve iç direncinin yükselmesine neden oluyor.
Bu yüzden Kuru Elektrot Kaplama adını verdikleri teknoloji ile bu maliyetlerden kaçınılması hedefleniyor. Bu yıl satın aldıkları Kapasitör Üreticisi Maxwell`in kullandığı bir teknolojiydi ve bunu kendi sistemlerine entegre etmiş oldular. Bununla birlikte yılda 7 kat daha fazla ürün alınacak ve fabrikada 10 kat daha az yer kaplayacak.
2.2 Anot Üzerindeki Yenilikler
Anot malzemesi bugüne kadar hep grafitten oluştu. Grafitten daha iyi anot malzemesi de Silisyum. Ama şu ana kadar çok kullanılmamasının sebebi şarj, deşarj esnasında 4–5 kat genişleyip tekrar küçüldüğü için mikro boyutta kırılmalara sebep oluyordu. Bu da pilin belli döngülerden sonra eskimesine neden oluyordu.
Ama bahsettiğimiz Kuru Elektrot Kaplama ile bu sorun ortadan kalkıyor. İyileşme sadece katotta değil anotta da oluyor ve genişlemenin önemsiz hale gelmesini sağlıyor. Çünkü çözücü kuruduğunda kaldığı iz ortadan kalkmış oluyor.
2.3 Katot Tarafındaki İyileştirmeler
Katot malzemelerini kısa menzilli araçlar için Lityum Demir Fosfat, orta menzilli araçlarda Nikel Manganez , yüksek menzilli araçlarda ise Nikel miktarı yüksek, Kobalt en az şekilde kullanılması hedefleniyor. Kobaltın az kullanılması hedefi dünya rezervlerinin %60`a yakını Demokratik Kongo Cumhuriyeti`nde çocuk işçiler tarafından tehlikeli şartlarda ve sonucunda toksik maddelerin çevrede su kirliliğine yol açmasından dolayıdır.
3.GIGAFACTORY`den TERAFACTORY`e DOĞRU
Musk, “Sürdürülebilir enerji geleceğinin üç parçası sürdürülebilir enerji üretimi, depolama ve elektrikli araçlardır. Bu nedenle üçünde de önemli bir rol oynamayı planlıyoruz.” dedi.
Ancak Musk, oraya ulaşmak için dünyanın yılda 10 terawatt-saat enerji üretmesi gerektiğini söyledi. Bu Tesla’nın mevcut üretim seviyesinin 100 katı anlamına geliyor.
Yakın tarihli bir satın almanın yardımıyla 10 gigawatt-saat kapasiteye ulaşmak yaklaşık bir yıl süreceğini söyledi. Bir sonraki hedefin üretim süreçlerini montaj hatlarının sürekli hareket ettiği noktaya kadar getirmek olduğunu belirtti.
Tesla, tüm yenilikler tamamlandığında 2030'a kadar her yıl 3 terawatt-saat enerji üretebileceğini söyledi.
Kimya cephesinde Tesla, şirket içinde daha fazla pil bileşeni üretmek için 10.000 dönümlük bir maden sahası edindiğini söyledi.
4.PİL-ARAÇ ENTEGRASYONU
Bataryaları araca montaja başladığımızda Tesla, tıpkı bir uçağın yakıt depolarının ayrı parçalar yerine kanada entegre edilmesi gibi, pilin bileşenlerini arabaya entegre etmek için devasa bir yeni döküm makinesi inşa etti. Musk, bu değişikliğin otomobilin yapısal bütünlüğünü geliştirirken genel kütleyi ve parça sayısını düşürdüğünü söyledi.
Bugüne kadar Tesla Model 3 ve Y dahil olmak üzere batarya modüllerini ayrı üretip ardından araca montajını gerçekleştirdi. Ama yukarıda da bahsettiğimiz gibi yeni yöntem araç içerisinde bataryayı yapısal bir hale getirmeyi mümkün kılıyor.
Sonuç olarak üretim ve verimlilik artışları sunumda yinelenen bir temaydı, ancak yol gösterici konu her düzeyde maliyetin azaltılmasıydı. Şayet elektrikli araçların ilerleyişindeki en büyük engellerden biri de toplam masrafın büyük kısmını oluşturan batarya maliyetleridir.
Özetle Tesla batarya gününde hücre tasarımını, hücre üretimini, anot malzemelerini, katot malzemelerini ve araç entegrasyonunu nasıl iyileştirmeye çalıştıklarını ortaya koydu. Menzilde öngörülen % 54'e varan artış ve aynı anda kWh fiyatında %56 azalma ve GWh başına yatırım % 69 olarak belirtildi.
Son olarak Model S Plaid
Musk, etkinlik sırasında Tesla Model S’in “Plaid” versiyonunu lanse etti. 140 bin dolar ve 1.100 beygir gücündeki olacak ve şimdiye kadarki en hızlı 0 ila 60 mil/saat ve çeyrek mil hızlanmasına sahip olacak.
Bugünkü paylaşımımızda yer verdiğimiz notlara ve diğer detaylara Youtube canlı yayınından ulaşabilirsiniz.
